Клеточный каркас скрепляет мышечные волокна и защищает их от повреждений. Людям, страдающим мышечной дистрофией, часто не хватает основных компонентов в этом клеточном каркасе. В результате их мышцы теряют силу и становятся все слабее. Исследовательская группа проф. Маркус Рюегг из Biozentrum Базельского университета разработал два белка, которые стабилизируют клеточную основу, связывают ее с мышечным волокном и тем самым восстанавливают структуру и функцию мышц. Их результаты опубликованы в текущем выпуске журнала Science Translational Medicine.
Мышечная дистрофия – это термин, используемый для описания множества различных мышечных заболеваний, вызванных генетическими дефектами. На сегодняшний день нет доступных методов лечения, чтобы остановить прогрессирование заболевания. В своем исследовании ученые под руководством проф. Маркус Рюегг исследовал особый тип мышечной дистрофии, называемый врожденной мышечной дистрофией. На животной модели они впервые продемонстрировали, что два белка, разработанные исследователями, не только восстанавливают мышечную силу и увеличивают массу тела у больных животных, но и значительно продлевают выживаемость.
Тяжелые нарушения из-за врожденной мышечной дистрофии
Врожденная мышечная дистрофия – это редкая и тяжелая форма мышечной дистрофии, которая проявляется при рождении или в младенчестве. "Детей, рожденных с этим заболеванием, также называют ?гибкие младенцы? из-за плохого мышечного тонуса и слабости," говорит Джудит Рейнхард, первый автор исследования. "Заболевание усугубляется с возрастом, по мере прогрессирования мышечной атрофии." Больные дети часто не могут самостоятельно ходить или теряют эту способность с возрастом. Также поражаются дыхательные мышцы. Продолжительность жизни часто бывает короткой, и многие пациенты умирают, не дожив до совершеннолетия.
Дефектный ген – дефектный клеточный каркас
Эта форма мышечной дистрофии возникает в результате генетического дефекта ламинина-α2. Этот белок является ключевым компонентом клеточного каркаса и соединяет его с внутренней частью мышечного волокна, обеспечивая стабильность ткани. Следовательно, в результате дефектов гена ламинина-α2 мышцы чрезвычайно нестабильны, и даже нормальное использование мышц приводит к мышечным травмам, воспалениям и, наконец, к дегенерации мышечных волокон. В этих больных мышцах, которые не могут продуцировать ламинин-α2, другой ламинин берет верх. Однако этот белок, называемый ламинином-α4, является плохой заменой, потому что он плохо интегрирован в клеточный каркас.
Белки закрепляют клеточную основу и стабилизируют мышечные волокна
Исследователи разработали два белка, которые позволяют интегрировать ламинин-α4 и закрепить его в мышечной клетке. "Используя эти линкеры, мы смогли стабилизировать мышечные волокна," объясняет Рюэгг. "Когда животные с дефектом ламинина-α2 экспрессируют два линкера, наблюдалось значительное улучшение мышечной структуры и силы, а также увеличение массы тела. Нам было особенно приятно наблюдать, что у этих животных также была почти нормальная продолжительность жизни. Некоторые из них даже пережили своих здоровых братьев и сестер." Кроме того, ученые исследовали биопсии мышц пациентов с врожденной мышечной дистрофией. Они обнаружили очень похожие структурные дефекты, и ламинин-α4 также был обнаружен вместо ламинина-α2 в пораженных мышечных волокнах.
"Оба разработанных линкерных белка могут быть использованы в будущем в качестве генной терапии для лечения врожденной мышечной дистрофии," говорит Рюэгг. "Наше исследование является прекрасным примером того, как понимание болезни на молекулярном и клеточном уровне приводит к новым терапевтическим возможностям. Теперь нас интересует, улучшают ли эти линкерные белки функцию мышц, а также влияют на выживаемость на поздних стадиях врожденной мышечной дистрофии."