Memblokir protein mengembalikan kekuatan, daya tahan pada tikus tua – ScienceDaily

Memblokir protein mengembalikan kekuatan, daya tahan pada tikus tua – ScienceDaily

[ad_1]

Memblokir aktivitas satu protein pada tikus tua selama satu bulan akan memulihkan massa dan kekuatan otot-otot hewan yang layu dan membantu mereka berlari lebih lama di treadmill, menurut sebuah studi oleh para peneliti di Stanford University School of Medicine. Sebaliknya, peningkatan ekspresi protein pada tikus muda menyebabkan ototnya berhenti tumbuh dan melemah.

“Peningkatannya sangat dramatis” kata Helen Blau, PhD, profesor mikrobiologi dan imunologi. “Tikus tua sekitar 15% hingga 20% lebih kuat setelah satu bulan pengobatan, dan serat otot mereka terlihat seperti otot muda. Mengingat manusia kehilangan sekitar 10% kekuatan otot per dekade setelah sekitar usia 50, ini sangat luar biasa.”

Protein sebelumnya tidak terlibat dalam penuaan. Para peneliti menunjukkan bahwa jumlah protein, yang disebut 15-PGDH, meningkat di otot tua dan diekspresikan secara luas di jaringan lama lainnya. Eksperimen yang mereka lakukan pada jaringan manusia meningkatkan harapan akan pengobatan di masa depan untuk kelemahan otot yang terjadi seiring bertambahnya usia.

Blau, Profesor Donald E. dan Delia B. Baxter Foundation dan direktur Laboratorium Baxter untuk Biologi Sel Punca, adalah penulis senior studi tersebut, yang akan dipublikasikan secara online 10 Desember di Ilmu. Ilmuwan senior Adelaida Palla, PhD, adalah penulis utama.

Kehilangan otot karena penuaan

Kehilangan otot selama penuaan dikenal sebagai sarcopenia, dan ini menyumbang miliaran dolar pengeluaran perawatan kesehatan di Amerika Serikat setiap tahun karena orang kehilangan kemampuan untuk merawat diri sendiri, mengalami lebih banyak jatuh dan menjadi semakin kurang bergerak. Ini karena perubahan struktur dan fungsi otot: Serat otot menyusut dan jumlah serta fungsi pembangkit tenaga seluler yang dikenal sebagai mitokondria berkurang.

Blau dan koleganya telah lama tertarik untuk memahami fungsi otot setelah cedera otot dan penyakit seperti distrofi otot Duchenne. Sebelumnya, mereka menemukan bahwa molekul yang disebut prostaglandin E2 dapat mengaktifkan sel induk otot yang bekerja untuk memperbaiki serat otot yang rusak.

“Kami bertanya-tanya apakah jalur yang sama ini mungkin juga penting dalam penuaan,” kata Blau. “Kami terkejut menemukan bahwa PGE2 tidak hanya meningkatkan fungsi sel induk dalam regenerasi, tetapi juga bekerja pada serat otot yang matang. Ia memiliki peran ganda yang kuat.”

Kadar prostaglandin E2 diatur oleh 15-PGDH, yang memecah prostaglandin E2. Para peneliti menggunakan versi spektrometri massa yang sangat sensitif, metode untuk membedakan molekul yang terkait erat, untuk menentukan bahwa dibandingkan dengan tikus muda, kadar 15-PGDH meningkat di otot hewan yang lebih tua, dan kadar prostaglandin E2 lebih rendah.

Mereka menemukan pola ekspresi 15-PGDH yang serupa di jaringan otot manusia, karena orang-orang yang berusia 70-an dan awal 80-an mengekspresikan tingkat yang lebih tinggi daripada orang-orang di pertengahan 20-an.

“Kami tahu dari pekerjaan kami sebelumnya bahwa prostaglandin E2 bermanfaat untuk regenerasi otot muda,” kata Palla. “Tetapi waktu paruhnya yang pendek membuatnya sulit untuk diterjemahkan ke dalam terapi. Ketika kami menghambat 15-PGDH, kami mengamati peningkatan sistemik level prostaglandin E2 yang mengarah ke peningkatan otot seluruh tubuh pada tikus tua.”

Menghambat 15-PGDH

Para peneliti memberikan molekul kecil yang memblokir aktivitas 15-PGDH pada tikus setiap hari selama satu bulan dan menilai efek pengobatan pada hewan tua dan muda.

“Kami menemukan bahwa, pada tikus tua, bahkan hanya sebagian menghambat 15-PGDH memulihkan prostaglandin E2 ke tingkat fisiologis yang ditemukan pada tikus yang lebih muda,” kata Blau. “Serat otot pada tikus ini tumbuh lebih besar, dan lebih kuat, dibandingkan sebelum perawatan. Mitokondria lebih banyak, dan tampak serta berfungsi seperti mitokondria di otot muda.”

Hewan yang diberi perlakuan juga mampu berlari lebih lama di treadmill dibandingkan hewan yang tidak diberi perlakuan.

Ketika Palla dan rekan-rekannya melakukan percobaan terbalik – mengekspresikan 15-PGDH secara berlebihan pada tikus muda – yang terjadi adalah sebaliknya. Hewan kehilangan kekuatan dan kekencangan otot, dan serat otot mereka menyusut dan menjadi lebih lemah, seperti pada hewan tua.

Akhirnya, para peneliti mengamati efek prostaglandin E2 pada myotubes manusia – serat otot yang belum matang – yang tumbuh di piring laboratorium. Mereka menemukan bahwa mengobati myotubes dengan prostaglandin E2 menyebabkan diameternya bertambah, dan sintesis protein di myotubes meningkat – bukti bahwa prostaglandin E2 bekerja langsung pada sel otot, bukan pada sel lain di lingkungan mikro jaringan.

“Jelas bahwa regulator yang satu ini, 15-PGDH, memiliki efek yang sangat besar pada fungsi otot,” kata Blau. “Kami berharap temuan ini dapat mengarah pada cara baru untuk meningkatkan kesehatan manusia dan berdampak pada kualitas hidup banyak orang. Itu salah satu tujuan utama saya.”

Blau dan Palla sedang mempelajari lebih lanjut tentang apa yang mengontrol tingkat dan aktivitas 15-PGDH selama penuaan normal, dan bagaimana hal itu dapat mempengaruhi fungsi jaringan lain dalam tubuh.

“Tikus bekerja lebih baik di treadmill, tetapi itu membutuhkan lebih dari sekadar peningkatan kekuatan otot,” kata Blau. “Sistem organ lain terlibat – jantung dan paru-paru, misalnya. Ini menunjukkan peningkatan keseluruhan dalam fungsi seluruh hewan.”

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Result SGP

Author Image
adminProzen