Исследователи из Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania установили, что при мышечной дистрофии Дюшена имеется новая возможность лечения. Было установлено, что стволовые клетки в мышцах пациентов с дистрофией, могут в раннем возрасте терять свою способность регенерировать новые мышцы из-за укорочения теломер.

теломеры являются хвост-подобными цепочками ДНК на концах хромосом, которые защищают хромосомы во время клеточных делений. Во многих типах клеток теломеры также служат в качестве биологических часов, отсчитывающих время в обратном порядке, укорачиваясь с каждым клеточным делением до тех пор, пока их укороченная длина не запустит гибель клетки или инактивирует её, отсутствие делений наз. состоянием старения. Ученые установили, что теломеры специфически в мышечных стволовых клетках аномально коротки у 10-летних мальчиков с Duchenne Muscular Dystrophy (DMD), а также у молодых мышей с тем же генетическим нарушением. Находка укороченных теломер может объяснить, почему ранее исследователи обнаруживали дефекты в функционировании мышечных стволовых клеток у пациентов с мышечной дистрофией.

"Мы установили, что у мальчиков с DMD теломеры настоль короткие, что мышечные стволовые клетки оказываются истощенными," говорит Foteini Mourkioti. "Из-за DMD, их мышечные стволовые клетки постоянно репарируют сами себя, способом из-за которого теломеры становятся короче в ускоренном темпе в очень ранний период жизни. Будущие терапевтические вмешательства, которые смогут предупреждать потерю теломер и удерживать мышечные стволовые клетки жизнеспособными и готовыми замедлять прогрессирование болезни и улучшать регенерацию мышц у пациентов."

Мышцы обнаруживают тенденцию дегенерировать при мышечных дистрофиях из-за генных мутаций, вызывающих эти нарушения, делая мышечные волокна аномально ломкими, так что они повреждаются при обычной физической активности. В принципе, мышечные стволовые клетки д. регенерировать потерянные мышцы, замедляя тем самым или даже останавливая болезненный процесс. Но некоторые ученые, включая Mourkioti, заподозрили, что при мышечной дистрофии постоянные циклы мышечных повреждений и репараций -- требующих почти постоянных клеточных делений мышечных стволовых клеток -- вскоре разрушаются, теряется регенеративная способность мышечных стволовых клеток из-за укорочения их теломер и индуцируется ранняя гибель или старение клеток.

"Проблемой попытки идентифицировать, что же происходит в DMD мышечных стволовых клетках, мы лишены подходящих инструментов для измерения длины теломер в этих стволовых клетках," говорит Mourkioti.

Чтобы обеспечить её измерение у DMD пациентов, Mourkioti с коллегами разработали новый метод измерения длины теломер в стволовых клетках, базирующийся на существующей технике fluorescence in situ hybridization (FISH). Теломеры состоят из одной короткой последовательности ДНК (строительного блока) (TTAGGG) повторяющихся снова и снова, а новый базирующийся на FISH метод (MuQ-FISH) использует флюоресцентный зонд, предназначенный специфически вставлять палочки в эту последовательность. Чем более длинные теломеры накапливаются, тем больше яркость зондов и флюоресценции. с помощью микроскопии оказывается возможным определять длины теломер в индивидуальных стволовых клетках.

Mourkioti и коллеги использовали свою новую технику, чтобы показать, что теломеры в мышечных стволовых клетках примерно той же самой длины у здоровых лаб. мышей, независимо молодые они или старые. Напротив, ученые установили, что у молодых мышей с тяжёлым DMD-подобным нарушением, также, как и у некоторых 10-летних пациентов с DMD, мышечные стволовые клетки в реднем имеют аномально короткие теломеры. Остальные не стволовые мышечные клетки DMD пациентов имеют нормальную длину теломер.

Эти находки подтверждают, что теломеры укорачиваются специфически в мышечных стволовых клетках, что вызывает прогрессирующую мышечную слабость и атрофию. Это, в свою очередь, указывает на то, что генотерапия и др. лечение, разрабатываемые ныне для мышечных дистрофий могут быть более успешными, если применяются прежде, чем мышечные стволовые клетки будут терять свою способность к регенерации мышц. Находки подчеркивают также возможность, что будущие воздействия по блокированию укорочения теломер в мышечных клетках окажутся способными замедлять или даже останавливать болезнь. Mourkioti с коллегами планируют использовать свой новый метод, чтобы помочь найти такое лечение, с учетом раннего вмешательства, когда эти стволовые клетки ещё способны давать новые мышцы.

"Мы теперь разыскиваем сигнальные пути, которые влияют на длину теломер в мышечных стволовых клетках, с целью разработки лекарств, блокирующих эти пути и поддерживающих длину теломер," сказал Mourkioti. "Сегодня очень мало известно о факторах, которые укорачивают или сохраняют теломеры."

Существует около 30 разных мышечных дистрофий, все они вызываются генными мутациями, нарушающими целостность мышечных клеток. Наиболее распространенная, DMD, вызывается мутациями в гене на X хромосоме и затрагивает одного на 1500 мальчиков. рожденных в США. Более легкие нарушения мышечной дистрофии обычно вызывают бессилие в течение всей жизни. Более тяжелые, такие как DMD, в конечном счете разрушают мышцы. необходимые для дыхания и снижают продолжительность жизни в среднем до 20 лет.