"Все опыты мы проводили на самцах мышей возрастом четыре недели с мутантным геном дистрофина. Мы оценили общую функциональную активность и эффективность транспорта ионов кальция в митохондриях, выделенных из сердца животных, а также состояние белковых переносчиков, обеспечивающих перемещение ионов кальция в этих жизненно важных органеллах", – рассказал один из авторов исследования, доцент Марийского государственного университета Михаил Дубинин.
Мышечная дистрофия Дюшенна – это редкое генетическое заболевание, которое связано с появлением точечных мутаций в гене DMD, который управляет производством белка дистрофина. Это вещество играет важную роль в прикреплении мышечных клеток к окружающему их белковому каркасу. Если процесс сборки дистрофина нарушается, у пациента может появиться прогрессирующая мышечная дистрофия. В результате человек может умереть.
Как правило, сначала болезнь затрагивает мышцы конечностей и лишь на последних стадиях добирается до сердца и легких. Дубинин и его коллеги уже много лет пытаются узнать, почему это происходит. Для этого они изучают, как при появлении мутаций в DMD меняется работа мышечных клеток мышей и других животных.
В частности, недавно ученые выяснили, что в мышечных клетках носителей болезни Дюшенна серьезно нарушается работа митохондрий – главных клеточных энергостанций. Они не только отвечают за производство молекул АТФ, главной клеточной "энерговалюты", но и управляют круговоротом ионов кальция в клетке.
Российские ученые проследили за тем, как нарушения в работе митохондрий, которые возникают из-за повреждения молекул дистрофина, влияют на жизнедеятельность клеток сердца и других типов мышц мышей. Для этого ученые вырастили несколько здоровых и больных грызунов и сравнили, как происходит круговорот ионов кальция внутри их мышечных волокон.
Эти опыты показали, что клетки сердца и мышц совершенно по-разному реагируют на избыток кальция, который возникает из-за повреждения в гене DMD. Первые начинают активнее поглощать и выделять его, что защищает их "перегрузки" и повышает эффективность их работы.
Вторые лишены подобной черты, из-за чего их жизнеспособность резко снижается, они начинают производить меньше молекул АТФ, а в стенках митохондрий у них становится больше "несанкционированных" пор. Их появление резко снижает КПД работы клеточных "энергостанций" и часто ведет к тому, что мышечные волокна самоуничтожаются. Это объясняет, почему сердце "сдается" последним при развитии мышечной дистрофии Дюшенна.
Открытие этой особенности болезни, как отмечают исследователи, дает надежды на создание лекарств, которые могут замедлить ее прогрессирование. В частности, российские ученые планируют оценить влияние различных терапий, направленных на улучшение работы митохондрий и прочих клеточных органелл, на развитие этой тяжелой патологии.
