Приблизительно 250 000 человек в Соединенных Штатах страдают от мышечной дистрофии, которая возникает, когда поврежденная мышечная ткань заменяется волокнистой, костной или жировой тканью и теряет функцию. Три года назад ученые из Университета Миссури обнаружили молекулярное соединение, которое жизненно важно для лечения болезни, но они не знали, как заставить соединение связываться с мышечными клетками. В новом исследовании, опубликованном в «Трудах национальных академий наук», ученые МУ «Медицины» Yi Lai и Dongsheng Duan обнаружили недостающие части этой загадки, которые в конечном итоге могут привести к терапии и, возможно, к более продолжительной продолжительности жизни пациентов страдающих от болезни.
Мышечная дистрофия Дюшенна (DMD), преимущественно поражающая самцов, является наиболее распространенным типом мышечной дистрофии. У пациентов с мышечной дистрофией Дюшенна есть мутация гена, которая нарушает производство дистрофина, белка, необходимого для выживания и функционирования мышечных клеток. Отсутствие дистрофина вызывает цепную реакцию, которая в конечном итоге приводит к дегенерации и смерти мышечных клеток. Хотя дистрофин имеет жизненно важное значение для развития мышц, белку также нужно несколько «помощников» для поддержания мышечной ткани. Одним из этих «вспомогательных» молекулярных соединений является nNOS, который продуцирует оксид азота, который может поддерживать мышечные клетки здоровыми после тренировки.
«Дистрофин не только помогает нам наращивать мышечные клетки, но и является ключевым фактором привлечения nNOS к клеткам мышц и помогает nNOS связываться с клеткой и помогать в ее восстановлении после операции», – сказал Лай, научный сотрудник-доцент кафедры молекулярной микробиологии и Иммунология. «До этого открытия мы не знали, как дистрофин превращает nNOS в клетки. Мы обнаружили, что у дистрофина есть специальный «коготь», который используется для захвата nNOS и приближения его к мышечной клетке. Теперь, когда у нас есть этот ключ, мы надеемся начать процесс разработки терапии для пациентов ».
В своем исследовании Лай и Дуань обнаружили, что для nNOS должны присутствовать две отдельные части гена дистрофина для связывания с мышечными клетками. Секции гена, известные как «повторители 16 и 17», содержат «когти», которые могут захватывать nNOS и переносить его в мышечные клетки, чтобы он мог связывать и восстанавливать любые повреждения при регулярном использовании. Без этого «когтя» nNOS не связывается с клетками, и повреждение не восстанавливается, что приводит к дальнейшим проблемам, связанным с мышечной дистрофией.
Другим ключом к этой головоломке является дистрофин. Если белка нет в организме, никакого «когтя» не существует, и nNOS никогда не попадет в мышечные клетки. В течение многих лет ученые пытались найти способы сделать организм более дистрофином и таким образом получить больше nNOS для мышечных клеток. Дуань и Лай сказали, что ответ может оказаться в другом месте.
«У всех, включая людей с мышечной дистрофией, есть еще один белок, известный как« utrophin », – говорит Дуан, профессор молекулярной микробиологии и иммунологии. «Утрофин почти идентичен дистрофину, за исключением того, что ему не хватает повторителей 16 и 17, поэтому он не может привлечь nNOS к мышечным клеткам. В нашем исследовании мы смогли модифицировать utrophin так, чтобы у него были повторители, и, следовательно, способность захватывать nNOS и переносить его в мышечные клетки для восстановления. Наше исследование было завершено у мышей; если мы сможем сделать то же самое и у более крупных животных, в конечном итоге у нас может быть значительная терапия для людей с этой разрушительной болезнью ».