Немецкие ученые выяснили, что в голодающих клетках людей, болеющих миопатией, меняется структура эндоплазматического ретикулума, из-за чего клетки не могут эффективно сжигать жиры и вместо этого разлагают мышечные белки. Исследователи идентифицировали фермент, который может послужить мишенью для устранения этой проблемы. Работа опубликована в журнале Science.
Центронуклеарная миопатия — редкое генетическое заболевание, сцепленное с Х-хромосомой, поэтому ему подвержены в основном мальчики. При центронуклеарной миопатии нарушается развитие скелетных мышц, из-за чего пациенты часто не могут дышать и передвигаться сами. Обычно пациенты погибают в возрасте 10–12 лет, но в особенно трудных случаях это происходит сразу после рождения. При центронуклеарной миопатии повреждается ген, который кодирует фермент MTM1. Оно фосфорилирует сигнальный липид, содержащийся в мембране эндосом — внутриклеточных пузырьков (везикул), которые, в свою очередь, могут содержать питательные вещества.
Исследуя клетки пациентов, болеющих центронуклеарной миопатией, ученые заметили изменения в структуре их эндоплазматического ретикулума (ЭПР). В норме он представляет собой крупную сеть плоских мембранных мешочков, которые расположены рядом с ядром клетки. У периферии клетки ЭПР больше напоминает узкие трубочки. Однако в клетках пациентов ЭПР в основном состоит из трубочек, а мешочки содержат отверстия. Похожая картина наблюдается и в голодающих клетках, в которых ген, кодирующий MTM1, искусственно выключен. На основе этого ученые предположили, что центронуклеарная миопатия может быть связана с неправильной реакцией клеток на голод. В норме в случае голода в ЭПР начинают преобладать мешочки, и из-за такого изменения структуры митохондрии, энергетические станции клеток, сближаются друг с другом и сливаются. Такие гигантские митохондрии способны более эффективно перерабатывать жиры. Но в клетках, в которых нет MTM1, этого не происходит.
В здоровых клетках снижается площадь контакта ЭПР и эндосом, благодаря чему ЭПР и может изменить форму. В клетках пациентов, страдающих от центронуклеарной миопатии, такого не происходит. Эндосомы стабилизируют трубчатую структуру ЭПР, а митохондрии остаются маленькими. Из-за этого клетки не могут эффективно сжигать жиры и расщепляют белки мышц на аминокислоты, чтобы подпитаться.
В других экспериментах ученые выяснили, что негативные эффекты MTM1 можно отменить, инактивировав фермент, который имеет противоположное действие. Этот фермент называется липидкиназой PI3KC2B. Сейчас исследователи ищут ингибиторы PI3KC2B. Эксперименты на клеточных культурах были успешны, поэтому в будущем этот подход может быть использован для лечения пациентов с центронуклеарной миопатией.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
