Согласно исследованию, проведённому учёными из Иллинойского университета в Чикаго, причиной слабости мышц и потери веса у большинства онкологических больных может быть нарушение работы мышечных кровеносных сосудов. «Это открытие может помочь людям, пережившим рак, восстановить мышечную силу, что положительно скажется на их состоянии», — считает доктор Джалис Рехман, старший автор статьи, зав. кафедрой биохимии и молекулярной генетики в Медицинском колледже.
До 80 % пациентов с онкологическими заболеваниями страдают от атрофии мышц, известной как кахексия. Это изнурительное осложнение сопровождается сильной усталостью, потерей веса и отсутствием аппетита.
«Это одна из основных причин неблагоприятного исхода у людей, переживших рак, если они не могут заниматься повседневными делами из-за потери мышечной силы», — говорит Рехман.
По мере прогрессирования рака молекула опухоли, циркулирующая в кровотоке, может активировать «молекулярный переключатель» в клетках кровеносных сосудов мышц и привести к их дисфункции, согласно исследованию, опубликованному в Nature Cancer. Однако здоровье кровеносных сосудов можно восстановить, «включив» этот переключатель и тем самым обратив вспять атрофию мышц.
По словам Рехмана, не существует общих планов лечения кахексии, ориентированных на питание и физические упражнения. Предыдущие исследования кахексии были сосредоточены на том, как иммунный ответ, приводящий к воспалению в мышцах, может вызвать это состояние.
«Когда мы начинали этот проект, было мало что известно о том, как кровеносные сосуды могут влиять на мышечную массу или силу мышц при кахексии», — говорит Ён Ми Ким, первый автор исследования. Кровеносные сосуды — это магистрали в организме, по которым питательные вещества и кислород поступают к органам, в том числе к мышцам. Но они также играют важную роль в функционировании и здоровье органов. «Это не просто пассивные проводники, они помогают управлять органами и тканями», — говорит Рехман.
Исследователи использовали модель рака поджелудочной железы на животных, чтобы сравнить кровеносные сосуды в больных, кахектических и здоровых мышцах. С помощью 3D-микроскопии высокого разрешения ученые увидели, что в кахектических мышцах меньше кровеносных сосудов, чем в здоровых.
Также было обнаружено, что эти мышцы имеют меньшую массу, более тонкие волокна и не так хорошо справляются с силовыми испытаниями. То же самое наблюдалось при изучении моделей других видов рака, включая рак толстой кишки, лёгких и меланому кожи, а также при тестировании образцов мышц пациентов с онкологическими заболеваниями.
Затем исследователи проанализировали гены в эндотелиальных клетках, выстилающих кровеносные сосуды в мышцах. По словам Ким, эндотелиальные клетки в мышцах, поражённых кахексией, были более старыми, проницаемыми и склонными к гибели, чем клетки в здоровых мышцах. «Чем сильнее дисфункция сосудов, тем больше страдает мышца», — говорит Рехман.
Молекула под названием «активин А» в эндотелиальных клетках при раковой кахексии встречается чаще, чем в здоровых клетках. «Повышенное содержание активина А подавляло экспрессию важного белка под названием PGC1α», — говорит Рехман. Активация PGC1α восстанавливает здоровье кровеносных сосудов и впоследствии улучшает мышечную силу. Рехман и его коллеги разрабатывают методы лечения, нацеленные на PGC1α и активин А, для борьбы с кахексией при онкологических заболеваниях.
[Фото: Nature Cancer, reprinted under Creative Commons license]
