Estudio de la respuesta mitocondrial a proteínas mal-plegadas (UPRmt) en el músculo esquelético de ratones alimentados con dieta alta en grasa

Abstract

La obesidad, es definida como la “acumulación anormal y excesiva de grasa” de acuerdo con la organización mundial para la salud (OMS). El músculo esquelético es el órgano encargado de generar la fuerza y el movimiento, su unidad funcional son las fibras musculares y existen dos tipos: las lentas que corresponden a las fibras tipo I, caracterizadas por tener una alta cantidad de mitocondrias. Ejemplo de un músculo con predominio de fibras tipo I es el músculo sóleo; y, las rápidas que corresponden a fibras tipo II, que poseen baja cantidad de mitocondrias. Ejemplo de un músculo con predominio de fibras tipo II es el músculo gastrocnemio. Se ha descrito que la obesidad induce la pérdida de la función muscular debido a una disfunción mitocondrial. Dentro de los mecanismos de respuesta frente al daño mitocondrial se encuentra la respuesta mitocondrial a proteínas mal-plegadas (UPRmt), que es una vía de señalización mitocondrial y se ha descrito que la activación de ésta sería un factor protector en una condición de obesidad. En mamíferos, la vía canónica de la UPRmt es la mejor descrita hasta ahora, en donde participan los factores de transcripción ATF4, ATF5 y CEBPβ, las proteasas efectoras Lonp1 y ClpP, y la chaperonina Hsp60. Hipótesis: Los ratones obesos presentan una disminución de la UPRmt, en forma diferencial en músculos rápidos y lentos. Objetivo general: Evaluar la expresión de genes y niveles de proteínas relacionados con la UPRmt en músculos rápidos y lentos. Método: Ratones machos C57BL/6J con peso inicial de 12-14 gramos fueron divididos en dos grupos (n=7-8). Uno correspondió a ratones alimentados con dieta control (DC; 10% lípidos, 20% proteínas, 70% carbohidratos) y el otro, a ratones alimentados con dieta alta en grasa (DAG; 60% lípidos, 20% proteínas, 20% carbohidratos) por 12 semanas. Además, se midió la fuerza y capacidad aérobica de los ratones. Posteriormente, los músculos sóleo, cuádriceps y gastrocnemio fueron diseccionados y se evaluó la expresión génica relativa de los genes ATF4, ATF5, CEBPβ, Lonp1, ClpP y Hsp60 mediante RT-qPCR y la cuantificación de los niveles de proteínas de ATF5, Hsp60 y ClpP mediante Western blot en músculo cuádriceps y gastrocnemio. Los resultados se analizaron mediante t-student para datos no pareados (p ≤0,05). Resultados: Los ratones obesos presentaron una disminución de la fuerza y capacidad aeróbica con respecto a los ratones normopeso. Los niveles relativos de ARNm de ATF5, ATF4, CEBP, Lonp1, ClpP y Hsp60 disminuyeron significativamente en los músculos sóleo y cuádriceps (músculo oxidativo y mixto, respectivamente) de ratones obesos. Mientras que los niveles relativos de ARNm de ClpP aumentaron significativamente en el músculo gastrocnemio (músculo glucolítico) de ratones obesos, mientras en otros genes no se observaron diferencias significativas. Por otro lado, en los niveles de proteínas no se determinaron diferencias significativas tanto en músculo cuádriceps como en gastrocnemio. Conclusión: Los ratones obesos presentan una disminución de la fuerza y capacidad aeróbica, además se sugiere que hay una expresión génica diferencial de la UPRmt dependiendo del tipo de músculo frente a la exposición a una dieta alta en grasa.