Российские биологи вскрыли тонкие механизмы адаптации работы кардиомиоцитов при тяжелой генетической патологии — миопатии Дюшенна. Изучение лабораторных животных показало уникальную особенность: у молодых особей сердечные митохондрии начинают гораздо более эффективно транспортировать и запасать ионы кальция. Эта внутренняя перестройка помогает органу противостоять разрушительному действию болезни и объясняет, почему сердечная недостаточность проявляется у пациентов так поздно. Открытие открывает новые пути для фундаментального изучения патогенеза недуга.
Суровая реальность миодистрофии Дюшенна
Дистрофия Дюшенна — тяжелое наследственное заболевание, которое проявляется в раннем детстве, преимущественно у мальчиков. В России патологию диагностируют у одного из каждых 7000 новорожденных. Прогноз жизни остается крайне серьезным, болезнь прогрессирует, в среднем ограничивая продолжительность жизни 15-25 годами. Корень проблемы — мутация в гене, кодирующем белок дистрофин, отвечающий за жизненно важную связь мышечных волокон с внеклеточной средой.
От подвижности – к дыханию и сердцу
Болезнь лишает ребенка возможности двигаться уже на первых стадиях. С течением времени присоединяются нарушения дыхательной функции и опасное ослабление сердечной мышцы. Ученые давно установили, что в скелетных мышцах пациентов работа энергетических станций клетки — митохондрий — серьезно нарушается, страдает их способность регулировать поток ионов кальция. Появилась новая задача — понять, как обстоят дела в сердечной ткани при тех же самых генетических дефектах.
Метод и эксперимент: взгляд к источнику надежды
Основой исследования стали четырехнедельные мыши-самцы с искусственно вызванной мутацией гена дистрофина. Команда провела масштабную работу: детально оценила функциональную активность митохондрий сердца, скорость и эффективность транспорта кальциевых ионов в них и состояние белковых переносчиков, обеспечивающих этот поток. Дополнительно образцы тканей проанализировали методами электронной микроскопии.
«Наша цель — понять глубинную природу адаптивных возможностей сердца перед лицом генетического вызова», — подчеркивается словами Михаила Дубинина, кандидата биологических наук, доцента Марийского государственного университета.
Сюрприз для науки: сердце находит ресурс
Результаты оказались обнадеживающими! Поразительно то, что в отличие от скелетных мышц, где функция митохондрий снижается, митохондрии сердца ответили на болезнь оптимизацией работы: существенно ускорился процесс всасывания и высвобождения ионов кальция, улучшилась их способность удерживать эти критически важные ионы внутри себя. Такая адаптация на клеточном уровне позволяет сердцу создавать эффективную систему контроля кальциевого баланса.
Адаптация как ключ к продлению функции
Усиленный перенос кальция сердечными митохондриями выступает как мощный компенсаторный механизм. Он способен нивелировать другие патологические процессы внутри кардиомиоцитов. Именно эта перестройка помогает молодому организму сопротивляться, длительно отсрочивая наступление опасной кардиомиопатии и ассоциированной с ней недостаточности.
Дорога к новым терапевтическим горизонтам
Работа российских ученых — значимый вклад в мировую копилку знаний о миодистрофии Дюшенна. Понимание молекулярных механизмов патогенеза открывает принципиально новые возможности. В перспективе исследователи намерены оценить, как подходы, направленные на улучшение работы клеточных энергетических центров — митохондрий, могут повлиять на развитие и течение этого непростого заболевания.
