Причиной мышечной дистрофии, от которой в одних только Соединенных Штатах страдает около 250 000 человек, является повреждение мышечной ткани и ее замена на соединительную или жировую ткань, при этом происходит и потеря функциональных ее возможностей к сокращению. В то время, как ученые открыли белок дистрофин, являющийся важной составляющей в лечении этого заболевания, другая часть тайны до последнего времени ускользала от них на протяжении последних 14 лет.
Специалистами из Университета Миссури были локализованы участки хромосомы, где находится генетический материал, отвечающий за молекулярные соединения, которые имеют жизненно важное значение для лечения таких заболеваний, как мышечная дистрофия.
Мышечной дистрофией Дюшенна болеют преимущественно мужчины, и этот тип миодистрофии является наиболее распространенным типом мышечной дистрофии. У пациентов с мышечной дистрофией Дюшенна имеют место генные мутации, которые нарушают производство белка дистрофина. При отсутствии дистрофина начинается цепная реакция, что в конечном итоге приводит к гибели мышечных клеток, их вырождению и гибели. В предыдущем исследовании Донгшенг Дуань, специалист в области молекулярной микробиологии и иммунологии, обнаружили потенциальный способ замены мутировавшего ген на здоровые гены. После замены этих генов, отметил Дуань, синтез дистрофина возобновляется у животных с мышечной дистрофией.
Однако, несмотря на то, что синтез дистрофина имеет жизненно важное значение для развития мышечной системы, для этого белка также необходимы несколько «помощников», чтобы сохранить мышечную ткань. Одним из этих «помощников» является оксид азота, вернее его нейрональная изоформа.
Позвольте небольшое отступление в область физиологии и патфизиологии. Больные миодистрофией плохо переносят физические нагрузки, т.к. помимо патологических изменений мышц, в них не успевают вовремя расширяться кровеносные сосуды для притока к ним крови и их питания. Расширению кровеносных сосудов в этом случае вызывает оксид азота, который образуется в данном случае с участием фермента нейрональной NO-синтаза (nNOS). От других NO-синтаз нейрональная отличается тем, что реагирует на стимуляцию нервным импульсом, то есть управляется так же, как и сама мышца. В итоге она первая из ферментов своего семейства начинает подготавливать мышцы к работе, расширяя кровеносные сосуды. И у больных с миодистрофией выработка нейрональной NO-синтазы снижен. Образуется замкнутый круг: «нет притока крови - не работает мышца, не работает мышца - нет притока крови».
Роль оксида азота в обменных процессах в организме известна достаточно давно. В 1998 году трое американцев: Роберт Фурхготт (Robert F. Furchgott), Луис Игнарро (Louis J. Ignarro) и Ферид Мурад (Ferid Murad) получили Нобелевскую премию. Они изучали эндотелиальный фактор расслабления сосудов (Endothelium-derived relaxing factor, EDRF) и обнаружили, что этим фактором и является оксид азота.
Одним из первых связь между мышечной дистрофией и нехваткой оксида азота предполождил Кевин Кэмпбелл из Университета американского штата Айова. Он даже проводил опыты (и довольно успешно) с лечением мышечной дистрофии у мышей, давая им силденафил («Виагру»). Но механизм возникновения заболевания так и не выявил.
С 1994 года исследователям было известно о важном значении нейрональной NO-синтаза в возникновении мышечной дистрофии, но не смогли определить, каким образом вырабатывается нейрональная NO-синтаза ННО и почему нарушен ее синтез в дистрофической мышце и не вырабатывается белок дистрофин.
После выявления генетического материала Дуань и его команда создали ряд новых генов, которые отвечают за выработку дистрофина. В своем исследовании они использовали мышей с мышечной дистрофией для тестирования эффективности этих новых генов. После коррекции генома мышей, у них возобновилась выработка дистрофина и восстановилось необходимое для работы мышцы количество нейрональной NO-синтазы.
«С этим открытием мы решили давно волнующую многих тайна мышечной дистрофии Дюшенна», - сказал Дуань. «Это изменит наши подходы к генной терапии для пациентов с мышечной дистрофией Дюшенна в будущем. С помощью этого исследования, мы, наконец, нашли генетический материал, который может полностью восстановить все функции, необходимые для восстановления дистрофический мышцы и превращения ее в нормально функционирующую».
Использованы материалы University of Missouri-Columbia