Примерно 250 000 человек в США страдают от мышечной дистрофии, которая возникает, когда поврежденная мышечная ткань заменяется фиброзной, 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 Proceedings of the National Academies of Science, ученые Медицинской школы MU И Лай и Дуншэн Дуань обнаружили недостающие части этой головоломки, которые в конечном итоге могут привести к терапии и, потенциально, к увеличению продолжительности жизни пациентов. страдает от болезни.
Мышечная дистрофия Дюшенна (МДД), поражающая преимущественно мужчин, является наиболее распространенным типом мышечной дистрофии. Пациенты с мышечной дистрофией Дюшенна имеют мутацию гена, которая нарушает выработку дистрофина, белка, необходимого для выживания и функционирования мышечных клеток. Отсутствие дистрофина запускает цепную реакцию, которая в конечном итоге приводит к дегенерации и гибели мышечных клеток. Хотя дистрофин жизненно важен для развития мышц, белок также нуждается в нескольких "помощники" для поддержания мышечной ткани. Один из них "помощник" молекулярные соединения – это nNOS, производящая оксид азота, который может поддерживать здоровье мышечных клеток после тренировки.
"Дистрофин не только помогает наращивать мышечные клетки, но и является ключевым фактором для привлечения nNOS к мышечным клеткам и помогает nNOS связываться с клеткой и помогать восстанавливать ее после активности," сказал Лай, доцент кафедры молекулярной микробиологии и иммунологии. "До этого открытия мы не знали, как дистрофин заставляет nNOS связываться с клетками. Мы обнаружили, что у дистрофина есть особый «коготь», который используется, чтобы захватить nNOS и приблизить 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 связывания nNOS с мышечными клетками должны присутствовать два определенных участка гена дистрофина. Участки гена, известные как "повторители 16 & 17," содержать "коготь" который может захватывать nNOS и передавать его мышечным клеткам, чтобы связывать и восстанавливать любые повреждения от регулярного использования. Без этого "коготь," nNOS не связывается с клетками, и повреждения не восстанавливаются, что приводит к дальнейшим проблемам, связанным с мышечной дистрофией.
Другой ключ к разгадке – дистрофин. Если белок отсутствует в организме, нет "коготь" существует, и nNOS никогда не попадет в мышечные клетки. В течение многих лет ученые пытались найти способы заставить организм вырабатывать больше дистрофина и, таким образом, получать больше nNOS в мышечные клетки. Дуань и Лай сказали, что ответ может лежать в другом месте.
"У всех, включая людей с мышечной дистрофией, есть другой белок, известный как «утрофин»," сказал Дуань, профессор молекулярной микробиологии и иммунологии. "Утрофин почти идентичен дистрофину, за исключением того, что в нем отсутствуют повторители 16 & 17, поэтому он не может привлекать nNOS к мышечным клеткам. В нашем исследовании мы смогли модифицировать утрофин так, чтобы он имел повторители и, таким образом, способность захватывать nNOS и доставлять его в мышечные клетки для восстановления. Наше исследование было проведено на мышах; если мы сможем сделать то же самое с более крупными животными, мы сможем в конечном итоге получить значительную терапию для людей с этой разрушительной болезнью."