Disuse muscle atrophy and cachexia : a step forward on muscle regeneration and therapeutic opportunities

Abstract

La atrofia muscular por desuso en el contexto de las enfermedades crónicas, como enfermedades respiratorias, cáncer o un reposo prolongado, se caracteriza por la pérdida de masa y función muscular. Además, el desgaste muscular asociado a la caquexia cancerosa, puede verse agravado tras un período de desuso muscular. Un tratamiento con compuestos polifenólicos como la curcumina o el resveratrol puede atenuar la pérdida de masa muscular. En esta tesis, un modelo de inmovilización de una extremidad trasera en ratones, dio lugar a una disminución del peso y función en el músculo gastrocnemio, junto con una activación de la regeneración muscular. Mientras que un período de recuperación, sin la inmovilización de la extremidad trasera, conllevó a un aumento en el peso y la función del músculo gastrocnemio además de la regulación del proceso de regeneración muscular tardía. Asimismo, la inmovilización trasera en ratones con caquexia cancerosa, contribuyó aún más al desgaste muscular de estos ratones. El tratamiento con curcumina o resveratrol en animales expuestos a inmovilización seguida de períodos de recuperación, atenuó la pérdida de masa del músculo gastrocnemio a través de la vía de la sirtuina-1 y la regulación de los mecanismos proteolíticos, junto con una activación de las células progenitoras musculares.

Disuse muscle atrophy in the context of chronic diseases, such as respiratory diseases, cancer or prolonged bed rest, is characterized by the loss of muscle mass and function. Furthermore, muscle wasting due to cancer associated cachexia may be further aggravated by periods of muscle disuse. Treatment with polyphenolic compounds such as curcumin or resveratrol may attenuate muscle mass loss. In the present thesis, a model of hindlimb immobilization in mice induced a decline in gastrocnemius muscle weights and function along with an activation in muscle regeneration. While a period of muscle recovery, without hindlimb immobilization, elicited an increase in gastrocnemius muscle weight and function with an upregulation of muscle late regeneration process. Moreover, hindlimb immobilization in cancercachectic animals, further contributed to the muscle wasting in those mice. Treatment with either curcumin or resveratrol in animals exposed to immobilization followed by periods of recovery, ameliorate gastrocnemius muscle mass loss through activation of sirtuin-1 and regulation of proteolytic mechanisms, together with an activation of muscle progenitor cells.