Cambios a largo plazo en la metilación del ADN inducidos por la edad y el CO2 elevado en el músculo esquelético

Área de la Ciencia:

• Epigenética
• Fisiología del Músculo Esquelético
• Investigación de Enfermedades Pulmonares

Sus antecedentes:

• La disfunción del músculo esquelético y la hipercapnia (CO2 elevado) están relacionadas con la mortalidad en enfermedades pulmonares.
• El envejecimiento, la hipercapnia y la disfunción de la autofagia comparten fenotipos superpuestos del músculo esquelético.
• Estudios previos sobre la metilación del ADN en el músculo esquelético son limitados en alcance; faltan comparaciones de todo el genoma de los cambios inducidos por CO2 y edad.

Objetivo del estudio:

• Analizar comparativamente los cambios en la metilación del ADN y la expresión génica en todo el genoma en el músculo esquelético inducidos por la hipercapnia frente al envejecimiento.
• Investigar la persistencia de las alteraciones del músculo esquelético inducidas por la hipercapnia.
• Explorar los mecanismos subyacentes, incluida la autofagia y el equilibrio de sustratos, en las modificaciones epigenéticas inducidas por la hipercapnia.

Principales métodos:

• Se realizaron secuenciación de metilación de genoma completo (WGMS) y secuenciación de ARN en ratones expuestos a normo e hipercapnia, y ratones envejecidos.
• Análisis comparativo de la superposición de la metilación del ADN y la expresión transcripcional entre la hipercapnia y el envejecimiento.
• Se utilizaron la ablación genética de la autofagia específica del músculo esquelético y la espectrometría de masas para investigar los mecanismos.

Principales resultados:

• La hipercapnia indujo patrones aberrantes de metilación del ADN y cambios en el tipo de miofibras en el músculo esquelético.
• El deterioro de la masa muscular persistió incluso después de volver a la normocapnia.
• Los cambios en la metilación del ADN inducidos por CO2 no se superpusieron con los cambios epigenéticos relacionados con la edad.
• La hipercapnia no afectó el metiloma a través de la autofagia o el desequilibrio de sustratos.

Conclusiones:

• La hipercapnia induce un desgaste del músculo esquelético persistente asociado con un metiloma alterado.
• Las alteraciones epigenéticas inducidas por CO2 son distintas de los cambios relacionados con la edad y son independientes de la regulación de la autofagia y el sustrato.