Любой, кто когда-либо ломал спицу на своем велосипеде или ломал машину, знает, что механические нагрузки рано или поздно приводят к повреждению, которое необходимо отремонтировать. Это касается и мускулатуры человека. «С каждым движением структурные белки повреждаются и должны быть заменены», – объясняет адъюнкт-профессор д-р. Михаэль Гессе из Института физиологии Боннского университета, который руководил исследованием вместе со своим коллегой профессором. Доктор.
Бернд Флейшманн.
Дефектные молекулы обычно разрушаются в клетке, а их компоненты затем перерабатываются. Важную роль в этом сложном процессе играет белок BAG3. Результаты нового исследования показывают, насколько это важно: исследователи смогли продемонстрировать, что одно изменение в генетической схеме BAG3 приводит к смертельной болезни.
«Мутация заставляет BAG3 образовывать нерастворимые комплексы с белками-партнерами, которые становятся все больше и больше», – говорит Гессе. Это останавливает процессы восстановления – мышцы становятся все менее и менее эффективными. Более того, токсичные уровни белков накапливаются со временем, что в конечном итоге приводит к гибели мышечной клетки. «Последствия обычно сначала видны в сердце», – говорит Гессе. "Там мышца последовательно заменяется рубцовой тканью.
Это приводит к снижению эластичности сердца до тех пор, пока оно не может перекачивать кровь."
Поэтому больным людям обычно требуется пересадка сердца в детстве.
Даже эта мера приносит лишь временное облегчение, так как болезнь поражает также скелетные и дыхательные мышцы. В результате больные часто умирают в молодом возрасте.
Очень редкое состояние, поэтому мало исследований
Смертельная мутация может возникать спонтанно во время развития эмбриона. К счастью, это очень редкое явление: во всем мире, вероятно, всего несколько сотен пораженных детей. Однако из-за своей редкости заболевание на сегодняшний день мало изучено. «Наше исследование продвигает нас намного дальше», – подчеркивает Бернд Флейшманн.
Это связано с тем, что исследователям впервые удалось воспроизвести болезнь на мышах и использовать новую модель на животных для определения ее причин.
Это позволяет исследовать его лучше, чем раньше, – в том числе и в отношении возможных методов лечения. Может, эффект от мутации можно хотя бы уменьшить. У людей есть две версии каждого гена: одна от матери, а другая от отца.
Это означает, что даже если одна версия BAG3 мутирует во время развития эмбриона, второй ген все равно остается неповрежденным.
Однако, к сожалению, неисправный BAG3 также слипается со своими неповрежденными братьями и сестрами.
Таким образом, мутации в одном из генов достаточно, чтобы остановить распад дефектных мышечных белков. Однако, если измененная версия может быть удалена, ремонт должен снова работать.
Это также предотвратит массовое накопление белков в клетке, что в конечном итоге приведет к ее гибели.
Действительно, существуют методы специфического подавления активности отдельных генов. «Мы использовали одну из них для лечения больных мышей», – объясняет Катрин Граф-Ризен из Института физиологии, которая вместе с доктором.
Кеничи Кимура и ее коллега доктор. Астрид Оомс.
У животных, которых лечили таким образом, тогда было значительно меньше симптомов. Однако возможность переноса этого подхода на людей остается предметом дальнейших исследований.