Мышечное истощение или потеря мышечной ткани – обычная проблема для людей, больных раком, но точные механизмы давно ускользают от врачей и ученых. Новое исследование, проведенное учеными из Пенсильвании, дает новые ключи к разгадке того, как истощение мышц происходит на клеточном уровне.
Используя мышиную модель рака яичников, исследователи обнаружили, что прогрессирование рака привело к уменьшению количества рибосом в скелетных мышцах – частиц в клетке, которые производят белки. Поскольку мышечная масса в основном определяется синтезом белка, меньшее количество рибосом, вероятно, объясняет, почему мышцы истощаются при раке.
Густаво Надер, доцент кинезиологии и физиологии Университета Пенсильвании, сказал, что результаты предполагают механизм истощения мышц, который может быть актуален не только для людей с онкологическими заболеваниями, но и для других заболеваний.
"Потеря мышечной массы также связана с процессом старения, недоеданием и, в частности, с людьми с COVID-19 и ВИЧ-СПИДом," Надер сказал. "Мало того, что мышечное истощение является распространенной проблемой, но и в настоящее время нет лекарства или лечения. Но теперь, когда мы лучше понимаем механизм, мы можем двигаться дальше, пытаясь найти способы обратить его вспять."
По словам исследователей, значительное мышечное истощение или "кахексия"- встречается примерно у 80% людей, больных раком, и является причиной около 30% смертей от рака. Это также связано с ухудшением качества жизни, проблемами переносимости химиотерапии и более низкой выживаемостью. По словам Надера, "кахексия часто является убийцей, а не опухолью."
Надер сказал, что, поскольку в настоящее время не существует лекарства или лечения кахексии, ученым жизненно важно точно понимать, как и почему это происходит. Но несмотря на то, что было проведено множество исследований, направленных на то, чтобы понять и предотвратить механизм, который приводит к истощению мышц, Надер и его команда хотели взглянуть на проблему под новым углом.
"Основное внимание уделялось деградации белков, когда люди пытались блокировать расщепление или разложение белков, чтобы предотвратить потерю мышечной массы," Надер сказал. "Но многие из этих усилий потерпели неудачу, и одна из причин может заключаться в том, что люди забыли об аспекте синтеза белка, а именно о процессе создания новых белков. Это то, чем мы занимались в этом исследовании."
Для исследования команда использовала доклиническую модель рака яичников на мышах со значительной потерей мышечной массы. Используя мышей, исследователи смогли изучить прогрессирование раковой кахексии с течением времени, что было бы трудно сделать с пациентами-людьми.
Проанализировав свои результаты, исследователи обнаружили, что мыши с опухолями испытали быструю потерю мышечной массы и резкое снижение способности синтезировать новые белки, что можно объяснить уменьшением количества рибосом в их мышцах.
"Итак, мы взломали первый слой этой проблемы, потому что мы показали, что рибосом меньше, а синтез белка меньше," Надер сказал.
Затем исследователи решили объяснить, почему количество рибосом уменьшилось. Изучив рибосомные гены, они обнаружили, что при наличии опухоли экспрессия рибосомных генов начала снижаться, пока не достигла уровня, при котором мышцы не могли производить достаточное количество рибосом для поддержания синтеза белка, достаточного для предотвращения потери мышечной массы.
Надер сказал, что, хотя необходимы дополнительные исследования, он надеется, что результаты, недавно опубликованные в журнале Федерации американских обществ экспериментальной биологии, в конечном итоге помогут предотвратить потерю мышечной массы и функций.
"Если мы сможем лучше понять, как мышцы образуют рибосомы, мы сможем найти новые методы лечения, как для стимуляции роста мышц, так и для предотвращения их истощения," Надер сказал. "Это особенно важно, учитывая, что современные подходы к блокированию прогрессирования опухоли нацелены на производственный механизм рибосом, и, поскольку эти препараты назначаются системно, они, вероятно, повлияют на все ткани в организме, а также будут препятствовать наращиванию мышечной массы."