Ученые определили способ "спасать" генетически мутировавшие мышечные клетки, открывающие путь к возможному новому лечению редких детских болезней, таких как мышечная дистрофия Дюшенна (МДД).
Исследование, проведенное университетами Эксетера и Ноттингема, опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences. В исследовании использовались новые препараты, разрабатываемые в Университете Эксетера, которые "метаболически перепрограммировать" центры производства клеточной энергии в мышечных клетках, обеспечивая их источником энергии для выработки метаболической энергии.
МДД – это генетическое заболевание, вызванное мутацией в гене дистрофина, которое приводит к прогрессирующей необратимой мышечной дегенерации и ослаблению. Его симптомы включают мышечную атрофию, приводящую к потере способности ходить у детей, от которой нет известного лечения. В настоящее время это состояние лечится стероидами, такими как преднизон, но они могут перестать работать, и побочные эффекты являются обычным явлением. Исследование, финансируемое Советом медицинских исследований (Великобритания) и Объединенным фондом митохондриальных заболеваний в США.S., под руководством профессоров Нейта Шевчика в Ноттингеме и Мэтта Уайтмана в Эксетере, сосредоточив внимание на будущих альтернативных способах улучшения работы мышц, когда ген дистрофина отсутствует или является дефектным.
Исследовательская группа, состоящая из ученых из Австралии, США.S., Нидерланды и Германия, а также Великобритания первыми использовали микроскопических червей (C. elegans), а затем мышей со специфическими генетическими мутациями, влияющими на мышечную силу, которые соответствуют мутациям, вызывающим МДД у людей. Команда обнаружила, что у этих животных были дефекты походки, движения и мышечной силы, а также заметные дефекты в структуре их мышечных митохондрий, крошечной органеллы, ответственной за регуляцию клеточной энергии.
У животных также были более низкие уровни метаболических ферментов, используемых для генерации газотрансмиттера сероводорода в их мышцах, а также более низкие уровни самого газа. Лечение этих животных соединением под названием NaGYY, которое заменяет потерянный сероводород, частично устраняет некоторые мышечные и митохондриальные дефекты так же, как и стандартное лекарственное средство преднизон. Однако специфическое нацеливание на митохондрии сероводорода с использованием соединения AP39 показало те же эффекты, но при 3.В 7 миллионов раз меньшая доза.
Профессор Нейт Шевчик из отдела опорно-двигательного аппарата Огайо & Неврологический институт, U.S. прокомментировал "Стероиды – очень эффективные и безопасные препараты, но их использование в течение длительного периода времени приводит к исчезновению эффектов и может иметь некоторые очень неприятные и изменяющие жизнь побочные эффекты. Соединения, которые мы использовали в нашем исследовании, не являются стероидами, и их действие очень похоже на то, что эти препараты дают такое же улучшение мышечной функции, но в гораздо, гораздо более низких дозах и, поскольку они не являются стероидами, они вряд ли будут действовать. вызывают побочные эффекты, вызванные стероидами, такие как ослабление мышц и снижение способности бороться с инфекцией".
Ph.D. добавлена студентка Ребекка Эллвуд "Жизнь впервые появилась на Земле в среде, богатой сульфидами, и процветала миллиарды лет, прежде чем ее заменил кислород, который есть сегодня. Наши клетки и митохондрии сохранили способность производить и использовать очень небольшие количества сульфида для поддержания здоровья. Наше исследование теперь показывает, что в моделях МДД этот метаболический путь является дефектным, что дает возможность терапевтического вмешательства для исправления этого дефекта".
Профессор Мэтт Уайтман из Медицинской школы Университета Эксетера, который разработал инструментальные соединения, используемые в этом исследовании, и молекулы следующего поколения для коммерциализации, сказал: "Мы очень рады, что наши открытия показывают, что дефицит мышечного сульфида может способствовать развитию мышечной дистрофии Дюшенна. Устранение этого дефицита может привести к новым подходам к лечению этого и других неизлечимых в настоящее время заболеваний, без использования потенциально опасных стероидов. В Exeter мы разрабатываем более продвинутые подходы к нацеливанию на митохондрии мышц, и мы стремимся создать новую биотехнологическую компанию под названием MitoRx Therapeutics для разработки этих новых подходов для клинического использования в 2021 году."
Доктор. Кейт Адкок, директор по исследованиям и инновациям благотворительной организации Muscular Dystrophy UK, сказала: "Мы приветствуем исследования, которые расширяют наше понимание молекулярных путей, которые могут как способствовать развитию симптомов мышечной дистрофии Дюшенна, так и предлагают новые потенциальные терапевтические цели. Хотя это исследование далеко от исследований пациентов, оно показало интересные результаты на животных моделях мышечной дистрофии Дюшенна, и отрадно видеть эти ранние исследования такого сложного и редкого состояния."