Ученые обнаружили, что боли в шее и спине могут быть вызваны изменениями в активности генов, которые приводят к разрушению естественных амортизаторов позвоночника. Результаты исследования на данио-рерио показывают, что изменения в активности генов могут привести к накоплению минералов в позвоночнике — подобно нежелательному образованию костной ткани не в том месте, — что приводит к его затвердеванию.
По мнению экспертов, полученные результаты указывают на потенциальные мишени для будущих лекарств от болей в спине и предполагают, что данио-рерио может стать ценным инструментом для их тестирования.
Боль в спине в какой-то момент жизни испытывает большинство людей. Одной из основных причин является постепенное разрушение межпозвоночных дисков, которые служат амортизаторами для костей позвоночника. Это явление называется дегенерацией межпозвоночных дисков (ДМД).
Несмотря на то, что ДМД встречается часто и дорого обходится пациентам, в настоящее время не существует лекарств, которые могли бы остановить или обратить это состояние вспять. Единственным долгосрочным решением остается хирургическое вмешательство.
Известно, что генетика играет роль в развитии заболеваний межпозвоночных дисков. Ген, связанный с белком под названием коллаген IX, который помогает удерживать структурные волокна диска, неоднократно связывали с ранними проявлениями проблем с межпозвоночными дисками.
Ученые из Эдинбургского и Бристольского университетов изучали рыбок данио, у которых отсутствовала рабочая копия этого гена, чтобы лучше понять, как генетические нарушения могут приводить к заболеваниям межпозвоночных дисков.
По мере старения у рыб в позвоночнике возникали проблемы, поразительно схожие с заболеваниями межпозвоночных дисков у людей. Кости позвоночника срослись, а ткани между позвонками аномально затвердели из-за минеральных отложений.
Команда исследователей обнаружила, что этому затвердеванию предшествовал распад поддерживающего каркаса в развивающемся позвоночнике, задолго до того, как начали накапливаться минералы.
Исследователи изучили, какие гены у рыб были активны, а какие — нет. Они выявили нарушения в том, как организм перерабатывает жир, а также в сигнальном пути mTOR, контролирующем рост, а также изменения в метаболизме фосфатов и передаче сигналов витамина А — все эти процессы связаны с накоплением минералов.
Ученые также смогли определить способы уменьшения боли. Препарат для защиты костей, уже используемый при остеопорозе, — бисфосфонат — блокировал накопление минералов. Простое ограничение потребления пищи рыбами или использование препаратов, замедляющих жировой обмен, также уменьшало сращение позвонков.
Полученные результаты указывают на то, что работа с фосфатами и жировой обмен являются перспективными направлениями для разработки лекарств. Исследование опубликовано в журнале Communications Biology.
Руководитель исследования, доктор Эрика Кейдж из Института генетики и рака Эдинбургского университета, заключила: «На протяжении десятилетий единственным реальным решением при заболеваниях межпозвоночных дисков была операция. Благодаря пониманию биологических процессов, приводящих к окостенению позвоночника, мы можем замедлить этот процесс, в том числе с помощью препарата, который уже успешно применяется для лечения пациентов. Предстоит еще много работы, но для заболевания, от которого страдают люди на протяжении многих поколений, а лечения так и не появилось, это многообещающий результат».
[Фото: jcomp / magnific.com]
