Российские ученые из Марийского государственного университета и Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН показали, что при миодистрофии Дюшенна нарушается баланс ионов не только кальция, но и калия. На основе этого они предложили и проверили новую мишень для лечения болезни — кальций-активируемый калиевый канал в клетках скелетных мышц. Исследование, выполненное при финансовой поддержке гранта РНФ, опубликовано в журнале Pharmaceutics.
Миодистрофия Дюшенна — наследственное заболевание, вызванное мутацией гена, кодирующего белок дистрофин. Эта болезнь чаще всего встречается среди мужчин, так как мутация сцеплена с X-хромосомой. Дистрофин важен для поддержания структуры мышц. Благодаря ему и некоторым другим веществам внутренний скелет клеток мышц оказывается связан с внеклеточным матриксом. При отсутствии дистрофина структура мышц нарушается, происходит их деградация и потеря функции. Особенно радикально эти изменения сказываются на сердце и мышцах, которые поддерживают дыхание. Миодистрофия Дюшенна развивается достаточно быстро, так как при этой болезни также происходит патологическая деградация митохондрий. Из-за этого клетки не снабжаются достаточным количеством энергии, происходит окислительный стресс.
Ранее было показано, что при миодистрофии Дюшенна нарушается баланс (гомеостаз) ионов кальция. Российские исследователи доказали, что при этом заболевании также нарушается поток ионов калия. Это связано с проблемами в работе кальций-активируемого калиевого канала, который находится в мембране митохондрий. Когда с этим белком связываются ионы кальция, он открывает проход для ионов калия. Ученые предложили использовать этот калиевый канал в качестве мишени для лечения миодистрофии Дюшенна. Проводя опыты на мышах, они вводили специальный активатор этих каналов, что позволило восстановить ток калия через мембрану митохондрий.
Ученые исследовали влияние подобной терапии на структуру митохондрий и клеток скелетных мышц. При использовании активаторов калиевого канала снижался уровень окислительного стресса и активных форм кислорода, восстанавливался баланс кальциевых ионов. Кроме того, прекращалось разрушение митохондрий, которые, как и в норме, имели большое количество складок, необходимых для эффективного протекания реакций. Изучив структуру мышц, исследователи обнаружили, что ткань была меньше подвержена деградации. Кроме того, не происходило замены скелетной мышечной ткани на соединительную, которая не способна выполнять функции. Что интересно, несмотря на структурные изменения, ученые не выявили значимых различий между больными мышами и животными, которые получали терапию, в тестах, направленных на проверку выносливости и силы мышц. Более того, в анализах крови обеих групп были найдены ферменты, типичные для мышечной ткани. Это указывает на продолжение процессов дегенерации мышечной ткани. Исследователи предположили, что эти процессы протекают в сердце, сосудах, диафрагме и в других мышечных органах, тогда как в работе изучались скелетные мышцы.
«Мы продолжаем исследования, чтобы выяснить, как устранить эти побочные эффекты и улучшить качество жизни — пока что — мышей. В любом случае, результат достаточно яркий: мы смогли значительно улучшить структуру и функцию митохондрий скелетных мышц и состояние мышечной ткани. Это дает надежду на то, что дальнейшие работы позволят существенно затормозить развитие заболевания», — подвел итог Михаил Дубинин, руководитель проекта, кандидат биологических наук, доцент Марийского государственного университета.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
