Molecular Mechanisms Underlying Sarcopenia in COPD and Non-Cystic Fibrosis Bronchiectasis
Loading...
Document Type
Document Version
Author
Director
Barreiro Portela, Esther
Tutor
Barreiro Portela, Esther
Other authors
Publication Date
Pages
258 p.
Embargo date
2027-10-31T01:00:00Z
Citation
Núñez Robainas, A. Molecular Mechanisms Underlying Sarcopenia in COPD and Non-Cystic Fibrosis Bronchiectasis. Universitat Pompeu Fabra; 2025. handle: http://hdl.handle.net/10803/695753
This citation was generated automatically.
Citation
Doctoral program
Universitat Pompeu Fabra. Doctorat en Biomedicina
Abstract
Introducció: La sarcopènia, caracteritzada per la pèrdua de massa i força muscular, és una manifestació sistèmica freqüent a la MPOC i les bronquièctasies. Atès que la sarcopènia és una complexa interacció de processos moleculars, és essencial comprendre la seva fisiopatologia per dissenyar estratègies terapèutiques efectives. Ens plantegem que la inflamació crònica, l'estrès oxidatiu, l'estrès del reticle endoplàsmic, la proteòlisi, l'autofàgia i la regeneració muscular exerceixen un paper crucial en la patogènesi de la MPOC i la bronquièctasia associades a sarcopènia. Metodologia: Es van analitzar mostres musculars i de plasma en pacients amb MPOC (N = 41), bronquièctasies (N = 20) i controls sans (N = 23) mitjançant qRT-PCR, Western blot, ELISA i immunofluorescència. Resultats: En pacients sarcopènics amb MPOC, es va observar una activació de la via de la miostatina, independentment de la gravetat de la malaltia pulmonar, així com un augment d'IGF1. En pacients sarcopènics amb bronquiectàsies, es va detectar inflamació sistèmica, estrès oxidatiu, activació selectiva de rutes d'estrès del reticle endoplàsmic, així com activació de la UPS i una autofàgia disfuncional. A més, es van evidenciar alteracions en l'activació de cèl·lules satèl·lit i un deteriorament de la microvasculatura. Conclusió: La sarcopènia a la MPOC i les bronquièctasies, no és simplement una conseqüència del deteriorament pulmonar, sinó un procés dinàmic impulsat per múltiples rutes moleculars. Aquestes troballes ressalten la necessitat de dissenyar intervencions terapèutiques específiques que preservin la massa muscular i millorin la qualitat de vida dels pacients.
Introducción: La sarcopenia, caracterizada por la pérdida de masa y fuerza muscular, es una manifestación sistémica frecuente en la EPOC y las bronquiectasias. Dado que la sarcopenia resulta de una compleja interacción de procesos moleculares, es esencial comprender su fisiopatología para diseñar estrategias terapéuticas efectivas. Nos planteamos que la inflamación crónica, el estrés oxidativo, el estrés del retículo endoplásmico, la proteólisis, la autofagia y la regeneración muscular desempeñan un papel crucial en la patogénesis de la EPOC y la bronquiectasia asociadas a sarcopenia. Metodología: Se analizaron muestras musculares y de plasma en pacientes con EPOC (N = 41), bronquiectasias (N = 20) y controles sanos (N = 23) mediante qRT-PCR, Western blot, ELISA e inmunofluorescencia. Resultados: En pacientes sarcopénicos con EPOC, se observó una activación de la vía de la miostatina, independientemente de la gravedad de la enfermedad pulmonar, así como un aumento de IGF1. En pacientes sarcopénicos con bronquiectasias, se detectó inflamación sistémica, estrés oxidativo, activación selectiva de rutas de estrés del retículo endoplásmico, así como activación de la UPS y una autofagia disfuncional. Además, se evidenciaron alteraciones en la activación de células satélite y un deterioro de la microvasculatura. Conclusión: La sarcopenia en la EPOC y las bronquiectasias, no es simplemente una consecuencia del deterioro pulmonar, sino un proceso dinámico impulsado por múltiples rutas moleculares. Estos hallazgos resaltan la necesidad de diseñar intervenciones terapéuticas específicas que preserven la masa muscular y mejoren la calidad de vida de los pacientes.
Introduction: Sarcopenia, characterized by loss of muscle mass and strength, is a common systemic manifestation in COPD and bronchiectasis. Since sarcopenia results from a complex interaction of molecular processes, understanding its pathophysiology is essential for the design of effective therapeutic strategies. We hypothesized that chronic inflammation, oxidative stress, endoplasmic reticulum stress, proteolysis, autophagy, and muscle regeneration play a crucial role in the pathogenesis of sarcopenia-associated COPD and bronchiectasis. Methodology: Muscle and plasma samples from patients with COPD (N = 41), bronchiectasis (N = 20), and healthy controls (N = 23) were analyzed by real time-PCR, Western blot, ELISA and immunofluorescence. Results: In sarcopenic COPD patients, a marked activation of the myostatin pathway was observed, regardless of lung disease severity, as well as a compensatory increase in IGF-1. In sarcopenic bronchiectasis patients, systemic inflammation, oxidative stress, selective activation of endoplasmic reticulum stress pathways, as well as activation of the ubiquitin-proteasome pathway and dysfunctional autophagy were detected. Furthermore, alterations in satellite cell activation and microvascular impairment were observed. Conclusion: Sarcopenia in COPD and bronchiectasis is not merely a consequence of pulmonary decline, but a dynamic phenomenon driven by several molecular pathways. These findings highlight the urgent need to design specific therapeutic interventions that preserve muscle mass and improve patient quality of life.
Introducción: La sarcopenia, caracterizada por la pérdida de masa y fuerza muscular, es una manifestación sistémica frecuente en la EPOC y las bronquiectasias. Dado que la sarcopenia resulta de una compleja interacción de procesos moleculares, es esencial comprender su fisiopatología para diseñar estrategias terapéuticas efectivas. Nos planteamos que la inflamación crónica, el estrés oxidativo, el estrés del retículo endoplásmico, la proteólisis, la autofagia y la regeneración muscular desempeñan un papel crucial en la patogénesis de la EPOC y la bronquiectasia asociadas a sarcopenia. Metodología: Se analizaron muestras musculares y de plasma en pacientes con EPOC (N = 41), bronquiectasias (N = 20) y controles sanos (N = 23) mediante qRT-PCR, Western blot, ELISA e inmunofluorescencia. Resultados: En pacientes sarcopénicos con EPOC, se observó una activación de la vía de la miostatina, independientemente de la gravedad de la enfermedad pulmonar, así como un aumento de IGF1. En pacientes sarcopénicos con bronquiectasias, se detectó inflamación sistémica, estrés oxidativo, activación selectiva de rutas de estrés del retículo endoplásmico, así como activación de la UPS y una autofagia disfuncional. Además, se evidenciaron alteraciones en la activación de células satélite y un deterioro de la microvasculatura. Conclusión: La sarcopenia en la EPOC y las bronquiectasias, no es simplemente una consecuencia del deterioro pulmonar, sino un proceso dinámico impulsado por múltiples rutas moleculares. Estos hallazgos resaltan la necesidad de diseñar intervenciones terapéuticas específicas que preserven la masa muscular y mejoren la calidad de vida de los pacientes.
Introduction: Sarcopenia, characterized by loss of muscle mass and strength, is a common systemic manifestation in COPD and bronchiectasis. Since sarcopenia results from a complex interaction of molecular processes, understanding its pathophysiology is essential for the design of effective therapeutic strategies. We hypothesized that chronic inflammation, oxidative stress, endoplasmic reticulum stress, proteolysis, autophagy, and muscle regeneration play a crucial role in the pathogenesis of sarcopenia-associated COPD and bronchiectasis. Methodology: Muscle and plasma samples from patients with COPD (N = 41), bronchiectasis (N = 20), and healthy controls (N = 23) were analyzed by real time-PCR, Western blot, ELISA and immunofluorescence. Results: In sarcopenic COPD patients, a marked activation of the myostatin pathway was observed, regardless of lung disease severity, as well as a compensatory increase in IGF-1. In sarcopenic bronchiectasis patients, systemic inflammation, oxidative stress, selective activation of endoplasmic reticulum stress pathways, as well as activation of the ubiquitin-proteasome pathway and dysfunctional autophagy were detected. Furthermore, alterations in satellite cell activation and microvascular impairment were observed. Conclusion: Sarcopenia in COPD and bronchiectasis is not merely a consequence of pulmonary decline, but a dynamic phenomenon driven by several molecular pathways. These findings highlight the urgent need to design specific therapeutic interventions that preserve muscle mass and improve patient quality of life.
Keywords
Sarcopènia, Sarcopenia, Sarcopenia, MPOC, COPD, EPOC, Bronquièctasia, Bronchiectasis, Bronquiectasia, Inflamació sistèmica, Systemic inflammation, Inflamación sistémica, Estrès oxidatiu, Oxidative stress, Estrés oxidativo, Proteòlisi, Proteolysis, Muscle regeneration, Proteólisis, Regeneració muscular, Regeneración muscular
Subjects
577 - Biochemistry. Molecular biology. Biophysics
Publisher
Universitat Pompeu Fabra
