Ученые из России выяснили, как возникают редкие формы мышечной слабости
Молекулярные биологи из РАН выяснили, почему поломки в гене TPM2 делают мускулы человека слабыми и мешают ему нормально дышать и управлять голосовыми связками и глоткой. Их выводы были представлены в журнале Biochemical and Biophysical Research Communications.
"Полученная нами информация поможет нам понять, как сокращаются мышцы в норме и при развитии миопатий, а также поможет в поиске мишеней для терапевтического воздействия на ранних стадиях проявления болезни. Впоследствии они могут быть использованы для тестирования лекарственных препаратов", - рассказывает Юрий Боровиков из Института цитологии РАН в Москве, чьи слова передает пресс-служба Российского научного фонда.
Сразу несколько миллионов человек, живущих сегодня на Земле, страдают от миопатии - нарушений в работе мускулов. Помимо различных форм дистрофии, связанных с разрушением мускульных клеток или серьезными проблемами в их жизнедеятельности, существуют и другие формы этой болезни, возникающие в относительно здоровых мышечных волокнах.
Яркий пример этого - так называемая немалиновая миопатия. При ее развитии в мускулах появляются странные нитевидные и ромбовидные структуры, так называемые немалиновые тела, мешающие их работе и вызывающие слабость во всех мышцах человека. В самых тяжелых случаях ее носители почти не могут дышать самостоятельно и передвигаются с большим трудом.
Ученые, как отмечает Боровиков, давно знают, что эта форма мышечной слабости возникает из-за одиночной мутации в гене и белке TPM2. Они играют роль своеобразного "датчика команд" в клетках мышц - TPM2 постоянно следит за концентрацией ионов кальция в клетке и "включает" другие белки, отвечающие за сокращение клетки, если их доля достигает некого порога.
Российские биологи выяснили, как мутации в этом гене влияют на его работу и "общение" с другими ферментами, вырастив культуру клеток мышц кролика, содержавших дефектную версию TPM2 и его нормальные разновидности, помеченные при помощи специальных светящихся белков.
Обрабатывая эти клетки ионами кальция, ученые заставляли их сокращаться и наблюдали за тем, как менялось свечение молекул, связанных с TPM2. Это позволило им понять, с какими другими частями клетки соединяется этот фермент в нормальном и мутированном состоянии.
Как показали эти опыты, появление даже одной "опечатки" в TPM2 резко снижало чувствительность белка к внешним сигналам - для "включения" мышц требовалось почти на порядок больше ионов кальция, чем в нормальных клетках.
Причиной этого было то, что мутантная версия белка начала "заклинивать". Она крайне неохотно переключалась из одного состояния в другое, взаимодействуя с еще одним ферментом, тропонином. Он управляет положением молекул TPM2 внутри мышечных волокон, помогая ему "дирижировать" работой мышц.
Мутации в TPM2 нарушали баланс в их взаимодействиях, в результате чего мышечные волокна гораздо хуже и намного медленнее переключались между расслабленными и сжатыми состояниями, что и приводит к развитию проблем с работой всех мускулов у носителей немалиновой миопатии.
Как отмечают ученые, собранные ими данные говорят о том, что с этой болезнью нельзя справиться, просто закачивая большие количества ионов кальция в организм. Боровиков и его коллеги надеются, что их опыты помогут врачам понять, как можно починить TPM2 в организме пациентов и избавить их от потенциально фатальной болезни.
