Новое исследование предполагает, что принятие некоторых из стратегий, лежащих в основе успешного лечения детской болезни спинальной мышечной атрофии, может позволить разработать методы лечения для сдерживания убыли мышц, сопровождающей старение.
В основе обоих расстройств лежит белок выживаемости двигательных нейронов, который присутствует во всем теле и важен для поддержания жизни клеток двигательных нейронов и отправки правильных сигналов от центральной нервной системы к мышцам. Мутация гена, приводящая к снижению уровня этого белка, вызывает спинальную мышечную атрофию (СМА), и генная терапия является одним из трех доступных в клинической практике методов лечения СМА. Первым детям, получившим генную терапию, сейчас 6 лет.
Основываясь на том, что годы исследований СМА показали важность белка выживаемости двигательных нейронов для нервно-мышечной целостности, ученые Университета штата Огайо изучают связь между этим белком и саркопенией, возрастной потерей массы и силы скелетных мышц.
Их новое исследование на мышах предполагает четкую роль белка выживаемости двигательных нейронов (SMN) и снижения мышечной массы с возрастом: уровни белка в спинном мозге и двигательных нейронах пожилых мышей были на 22% и 55% ниже, соответственно, чем у мышей. уровни у мышей среднего возраста, и эти падения белка сопровождались снижением мышечной функции.
«Мы обнаружили, что белок SMN и старение связаны — с возрастом происходит снижение содержания белка, и это коррелирует со снижением нервно-мышечной функции», — сказала первый автор Мария Балч, доктор наук в области неврологии в Медицинском колледже штата Огайо. «Основываясь на том, что мы знаем о СМА и терапевтических средствах, у нас есть опыт работы с белком SMN — и, возможно, это может быть что-то в будущем, что можно будет применить к возрастному нервно-мышечному спаду».
Плакат исследования был представлен сегодня (вторник, 15 ноября 2022 г.) на Neuroscience 2022, ежегодном собрании Общества нейробиологов.
Два гена, SMN1 и SMN2, участвуют в производстве белка выживания двигательных нейронов. SMN1 выполняет большую часть работы по производству полноразмерного белка и жизненно важен для выживания и функционирования двигательных нейронов. SMN2, который в основном образует укороченную форму, вносит минимальный вклад в производство полноразмерного белка и может рассматриваться как помощник — наличие большего количества копий гена SMN2 связано с более легкими формами СМА.
Команда из штата Огайо обнаружила, что мыши, сконструированные так, чтобы экспрессировать более высокие, чем обычно, уровни белка SMN, обладали большей общей нервно-мышечной устойчивостью и быстрее восстанавливались после повреждения нерва.
«Это вызвало некоторые вопросы», — сказал старший автор из штата Огайо Артур Бергес, профессор биологической химии, фармакологии и молекулярной генетики, разработавший модель на мышах, которая продвинула исследования СМА. «Разные люди с возрастом приобретают разную слабость. Почему одни полностью устойчивы к ней, а другие более восприимчивы?
«С возрастом и саркопенией увеличивается вероятность получения травмы из-за падения. Так что это важная проблема».
Хотя исследователи предполагают, что в этом виновата комбинация генетики и поведения, есть шанс, основываясь на том, что они обнаружили до сих пор, что проблему можно решить, заставив стареющий организм производить больше белка SMN.
В этом новом исследовании сравнивался ряд показателей у мышей, разделенных на три возрастные группы: 6–10 месяцев, 21 месяц и 27 месяцев, что примерно соответствует человеческим годам 35–50, 55 и старше 70 лет.
В дополнение к наблюдению за естественным снижением уровня белка в спинном мозге и двигательных нейронах с возрастом исследователи обнаружили другие тенденции у мышей старшего возраста: уменьшение количества двигательных единиц, или двигательных нейронов, плюс мышечных клеток, которые они стимулируют, а также как снижение функции мышц, реагирующих на нервную стимуляцию.
С точки зрения возможных подходов к лечению, вирусоопосредованная генная терапия, которая в настоящее время используется в клинике для младенцев со СМА, не является вероятным решением из-за большого количества вируса, которое потребуется для взрослого человека. Команда изучает другие способы увеличения производства SMN.
«В области СМА мы знаем, что к нацеливанию на увеличение белка SMN можно подходить с разных сторон. Если мы сможем определить, что это жизнеспособная терапевтическая цель при старении, мы можем опираться на множество исследований, чтобы определить направление. возрастной терапии», — сказал Балч.
Эта работа была поддержана грантами от Национальных институтов здравоохранения. Ведущим главным исследователем был У. Дэвид Арнольд, который сейчас работает в Университете Миссури.
Среди соавторов Прамила Боббили, Халли Харрис, Рошель Родриго, Дипти Чу, Читра Айер и Антон Блатник из штата Огайо; и Флоренс Руссель и Аннализа Хартлауб из Национальной детской больницы.
