Científicos identifican posible forma de bloquear la fatiga muscular en COVID prolongado y otras enfermedades

Las infecciones y las enfermedades neurodegenerativas provocan inflamación en el cerebro. Pero por razones desconocidas, los pacientes con inflamación cerebral suelen desarrollar problemas musculares que parecen ser independientes del sistema nervioso central. Ahora, investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis han revelado cómo la inflamación cerebral libera una proteína específica que viaja desde el cerebro hasta los músculos y provoca una pérdida de la función muscular.

El estudio, en moscas de la fruta y ratones, también identificó formas de bloquear este proceso, lo que podría tener implicaciones para tratar o prevenir el desgaste muscular a veces asociado con enfermedades inflamatorias, incluidas las infecciones bacterianas, la enfermedad de Alzheimer y el COVID prolongado.

El estudio es publicado 12 de julio en la revista Ciencia Inmunología.

«Nos interesa comprender la fatiga muscular muy profunda que se asocia con algunas enfermedades comunes», afirmó el autor principal, Aaron Johnson, Ph.D., profesor asociado de biología del desarrollo.

«Nuestro estudio sugiere que cuando nos enfermamos, las proteínas mensajeras del cerebro viajan a través del torrente sanguíneo y reducen los niveles de energía en el músculo esquelético. Esto es más que una falta de motivación para movernos porque no nos sentimos bien. Estos procesos reducen los niveles de energía en el músculo esquelético, disminuyendo la capacidad de moverse y funcionar con normalidad».

Para investigar los efectos de la inflamación cerebral en la función muscular, los investigadores modelaron tres tipos diferentes de enfermedades: una infección bacteriana por E. coli, una infección viral por SARS-CoV-2 y Alzheimer.

Cuando el cerebro se expone a las proteínas inflamatorias características de estas enfermedades, se acumulan sustancias químicas dañinas llamadas especies reactivas de oxígeno. Las especies reactivas de oxígeno hacen que las células cerebrales produzcan una molécula relacionada con el sistema inmunitario llamada interleucina-6 (IL-6), que viaja por todo el cuerpo a través del torrente sanguíneo.

Los investigadores descubrieron que la IL-6 en ratones (y la proteína correspondiente en las moscas de la fruta) reducían la producción de energía en las mitocondrias de los músculos, las fábricas de energía de las células.

«Las moscas y los ratones que tenían proteínas asociadas al COVID en el cerebro mostraron una función motora reducida: las moscas no trepaban tan bien como debían y los ratones no corrían tan bien o tanto como los ratones de control», dijo Johnson.

«Hemos observado efectos similares en la función muscular cuando el cerebro se expuso a proteínas asociadas a bacterias y a la proteína beta amiloide del Alzheimer. También hemos visto evidencia de que este efecto puede volverse crónico. Incluso si una infección se cura rápidamente, la reducción del rendimiento muscular persiste durante muchos días más en nuestros experimentos».

Johnson, junto con colaboradores de la Universidad de Florida y el primer autor Shuo Yang, Ph.D., quien realizó este trabajo como investigador postdoctoral en el laboratorio de Johnson, sostienen que los mismos procesos probablemente sean relevantes en las personas.

Se sabe que la meningitis por infección cerebral bacteriana aumenta los niveles de IL-6 y puede estar asociada con problemas musculares en algunos pacientes, por ejemplo. Entre los pacientes con COVID-19, se han encontrado proteínas inflamatorias del SARS-CoV-2 en el cerebro durante la autopsia, y muchos pacientes con COVID prolongado informan fatiga extrema y debilidad muscular incluso mucho después de que haya desaparecido la infección inicial.

Los pacientes con enfermedad de Alzheimer también muestran niveles elevados de IL-6 en la sangre, así como debilidad muscular.

El estudio señala objetivos potenciales para prevenir o tratar la debilidad muscular relacionada con la inflamación cerebral. Los investigadores descubrieron que la IL-6 activa lo que se denomina la vía JAK-STAT en el músculo, y esto es lo que causa la reducción de la producción de energía de las mitocondrias.

Existen varios tratamientos que la Administración de Alimentos y Medicamentos ya ha aprobado para otras enfermedades y que pueden bloquear esta vía. Los inhibidores de JAK, así como varios anticuerpos monoclonales contra IL-6, están aprobados para tratar varios tipos de artritis y controlar otras afecciones inflamatorias.

«No estamos seguros de por qué el cerebro produce una señal proteica que es tan dañina para la función muscular en tantas categorías de enfermedades diferentes», dijo Johnson.

«Si queremos especular sobre las posibles razones por las que este proceso ha permanecido con nosotros a lo largo de la evolución humana, a pesar del daño que causa, podría ser una forma del cerebro de reasignar recursos hacia sí mismo mientras lucha contra las enfermedades. Necesitamos más investigaciones para comprender mejor este proceso y sus consecuencias en todo el cuerpo.

«Mientras tanto, esperamos que nuestro estudio fomente más investigaciones clínicas sobre esta vía y si los tratamientos existentes que bloquean varias partes de ella pueden ayudar a los muchos pacientes que experimentan este tipo de fatiga muscular debilitante», dijo.