Препарат для борьбы с мышечной дистрофией Дюшенна улучшает работу митохондрий
Митохондрии. Электронная микрография
Ученые из Йошкар-Олы и Пущино выяснили, что действие дефлазакорта, применяемого для коррекции мышечной дистрофии Дюшенна, может улучшать работу энергетических станций клетки — митохондрий. Терапия с применением этого препарата привела к увеличению активности транспортных систем митохондрий в скелетных мышцах мышей с мутацией в гене белка дистрофина, помогающего поддерживать работу мускулатуры. Такое действие дефлазакорта, вероятно, может дополнительно способствовать улучшению рабочего состояния скелетной мускулатуры пациентов, страдающих этой патологией. Статья была опубликована в журнале International Journal of Molecular Sciences. Работа выполнена при поддержке Президентской программы Российского научного фонда.
Мышечная дистрофия Дюшенна – наиболее частое нервно-мышечное наследственное заболевание человека. Частота встречаемости составляет 1 на 3500–5000 новорожденных мальчиков в мире. У болезни ярко выраженный прогрессирующий характер, и уже в подростковом возрасте человек теряет способность к самостоятельному передвижению, а после возникает сердечная и дыхательная недостаточность. С этим заболеванием живут совсем недолго: большинство пациентов умирают в 15–25 лет.
Причина этой тяжелой патологии кроется в мутации гена белка дистрофина. Он отвечает за связь мышечных волокон с клеточным каркасом. Это позволяет поддерживать целостную структуру и функциональность мускулатуры. Вызванный мутациями дефицит этого белка делает мышечные клетки и волокна крайне нестабильными и восприимчивыми к повреждениям. Хотя точные механизмы развития этой патологии все еще требуют дополнительных исследований, уже известно, что большую роль в потере рабочей активности мышечных клеток играет нарушение работы митохондрий. Ранее авторы статьи выяснили, что при болезни Дюшенна в скелетных мышцах появляются серьезные нарушения: митохондрии, производящие энергию и регулирующие транспорт ионов кальция в клетке, начинают работать гораздо менее эффективно. В то же время отмечается, что благодаря митохондриям клетки сердца, напротив, способны на ранних этапах заболевания сдерживать развитие неблагоприятного сценария. В своей новой работе биологи из республики Марий Эл совместно с коллегами из подмосковного наукограда Пущино изучили влияние терапевтического агента дефлазакорта на работу митохондрий скелетных мышц мышей с точечной мутацией в гене дистрофина, а также здоровых животных, использованных в качестве контроля.
«Сегодня одним из путей коррекции мышечной дистрофии Дюшенна является применение глюкокортикоидов, в частности преднизона и его оксазолинового производного дефлазакорта. Ряд других подходов, связанных с подавлением миостатина и применением микродистрофиновой терапии, находятся на стадии испытаний и показывают многообещающие результаты. Однако сейчас дефлазакорт – единственный препарат, официально одобренный Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов в США (FDA) для лечения мышечной дистрофии Дюшенна. Терапия на основе этого глюкокортикоида, обладающего противовоспалительным действием, продлевает двигательную активность пациентов на 2–5 лет, а также улучшает мышечную силу и сердечно-легочную функцию. Кроме того, этот препарат обладает гораздо более «мягкими» побочными эффектами по сравнению с предшественниками», – рассказывает Михаил Дубинин, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат биологических наук, доцент кафедры биохимии, клеточной биологии и микробиологии Марийского государственного университета (Йошкар-Ола).
В ходе исследования ученые в течение месяца вводили дефлазакорт модельным дистрофин-дефицитным мышам, а также здоровым животным, чтобы выявить как положительные, так и отрицательные эффекты такой терапии на работу скелетной мускулатуры и активность митохондрий мышц. Оказалось, что лечение мышей, страдающих мышечной дистрофией, с применением дефлазакорта сопровождается улучшением функциональной активности митохондрий скелетных мышц – они начинают гораздо более активно выполнять свои основные функции, а именно синтезировать АТФ – основную энергетическую молекулу всех живых клеток. Кроме того, они более интенсивно регулируют транспорт ионов кальция, что необходимо для поддерживания сократительной функции скелетной мускулатуры. В конце эксперимента ученые также оценили физическую силу и выносливость мышей с помощью теста на струне – оказалось, что дистрофин-дефицитные мыши, получавшие дефлазакорт, были способны гораздо дольше висеть на струне, держась за нее передними лапами.
«Стоит отметить, что мы обнаружили и побочные эффекты такой терапии. Действительно, митохондрии скелетных мышц мышей, получавших инъекции этого глюкокортикоида, способны гораздо эффективнее поглощать избыток ионов кальция, возникающий в мышечной клетке при дистрофии Дюшенна. Однако в этом случае способность митохондрий удерживать накопленные ионы кальция уменьшалась. Важно отметить, что такой эффект наблюдался и у здоровых животных, получавших дефлазакорт, – говорит Михаил Дубинин. – Поэтому мы полагаем, что со временем такое действие этого глюкокортикоида может приводить к снижению эффективности терапии. Необходима грамотная и своевременная консультация специалистов, а также соблюдение необходимой дозировки при назначении этого препарата».
Исследование проводили сотрудники Марийского государственного университета и Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ) РАН.
Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.