Stamcellsstudie kan leda till starkare muskler på ålderns höst
I takt med att vi åldras försämras funktionen hos våra muskler. En ny studie av forskare från Karolinska Institutet visar hur ett oväntat högt antal mutationer i musklernas stamceller försämrar cellernas reparationsförmåga. Upptäckten kan leda till nya läkemedel som bygger starkare muskler även i högre åldrar. Studien publiceras i Nature Communications.
Att naturligt åldrande följs av nedsatta funktioner hos våra skelettmuskler är känt sedan tidigare. Även att musklernas stamceller minskar i antal och aktivitet. Vad detta beror på har tidigare inte varit känt. I en ny studie har forskare vid Karolinska Institutet undersökt hur många mutationer som samlas i musklernas stamceller (satellitcellerna).
– Det som är mest förvånande är att det finns så många mutationer. Vi ser hur en frisk 70-åring har samlat mer än 1 000 mutationer i varje stamcell i muskeln och att mutationerna inte sker slumpmässigt utan att det finns vissa regioner som är mer skyddade, säger Maria Eriksson, professor vid institutionen för biovetenskaper och näringslära, Karolinska Institutet.
Skyddet avtar med åldern
Mutationerna uppstår under den naturliga celldelningen och de regioner som är skyddade är de som är viktiga för cellens funktion eller överlevnad. Forskarna såg dock att detta skydd avtar med åldern.
– Vi kan visa att skyddet minskar ju äldre du blir vilket tyder på en nedsatt funktion hos cellens förmåga att själv reparera sitt DNA. Och det är något som vi skulle kunna påverka med framtida läkemedel, säger Maria Eriksson.
För att göra studien har forskarna dragit nytta av helt nya metoder. Studien är gjord på enstaka stamceller som odlats för att ge tillräckligt med DNA för att sekvensera hela genomet.
Komplex mutationsbörda
– Vi har gjort det i muskelvävnad vilket är helt unikt. Vi ser också att det är ett väldigt litet överlapp av mutationer, trots att cellerna befinner sig intill varandra, vilket ger en extrem komplexitet i mutationsbördan, säger studiens försteförfattare Irene Franco, postdok i Maria Erikssons forskningsgrupp.
Nu går forskarna vidare för att undersöka om träning kan påverka antalet ackumulerade mutationer. Är det så att träning i ung ålder rensar ut celler med många mutationer, eller innebär det att det skapas fler av dessa celler?
Kan leda till nya träningsprogram
– Vi vill se om det är möjligt att själv påverka bördan av mutationer. Våra resultat kan komma till nytta för utveckling av träningsprogram särskilt anpassade för en åldrande befolkning, säger Maria Eriksson.
Tillgången till muskelvävnaden som använts i studien har möjliggjorts genom ett nära samarbete med kliniska forskare, däribland Helene Fischer, vid enheten för klinisk fysiologi vid Karolinska universitetssjukhuset.
Studien har gjorts i samarbete mellan forskare vid Karolinska Institutet, Science for Life Laboratory (SciLifeLab), Uppsala Universitet, Linköping Universitet, och Stockholms Universitet, samt flera affilierade institutioner i Italien.
Forskningen finansierades av Vetenskapsrådet, CIMED (Centrum för innovativ medicin), David och Astrid Hageléns stiftelse, Svenska Läkaresällskapet, Gun och Bertil Stohnes stiftelse, Ostermans stiftelse, Marianne och Marcus Wallenbergs stiftelse, Wallenberg Advanced Bioinformatics Infrastructure, och EU-kommissionens program Marie Skłodowska-Curie.
Publikation
”Somatic mutagenesis in satellite cells associates with human skeletal muscle aging”
Irene Franco, Anna Johansson, Karl Olsson, Peter Vrtačnik, Pär Lundin, Hafdis T. Helgadottir, Malin Larsson, Gwladys Revêchon,Carla Bosia, Andrea Pagnani, Paolo Provero, Thomas Gustafsson, Helene Fischer, Maria Eriksson
Nature Communications, online 23 februari 2018, doi: 10.1038/s41467-018-03244-6