Противовирусный препарат алиспоривир может нормализовать состояние «энергетических станций» клеток — митохондрий — при миодистрофии Дюшенна. К такому выводу российские ученые пришли, проведя эксперимент на модельных мышах. Лекарство изначально применялось для лечения больных гепатитом С и ВИЧ-инфекцией, но оказалось, что оно также способно улучшать обмен кальция в митохондриях — это может также благотворно влиять на состояние больных, страдающих мышечными патологиями. Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в International Journal of Molecular Sciences и Biomedicines.
Лабораторная мышь на макете верхней конечности человека. Источник: Михаил Дубинин
Миодистрофия Дюшенна поражает одного из 3500-5000 новорожденных мальчиков и одну из 50 000 девочек. Эта болезнь вызвана мутациями гена белка дистрофина, расположенного на Х-хромосоме, — поскольку она у мужчин одна, сильный пол в данной ситуации оказался более уязвим. Дистрофин соединяет цитоскелет мышечной клетки с окружающей ее тканью — только так мышца может нормально работать. У больных миодистрофией Дюшенна он полностью или почти полностью отсутствует. Мышцы постепенно ослабевают, и к подростковому возрасту ребенок становится тяжелым инвалидом, прикованным к коляске и дыхательному аппарату. Рано или поздно патология также затрагивает сердце. При этом больные чаще всего умирают от дыхательной недостаточности в возрасте 20-25 лет.
«На данный момент наиболее распространенным вариантом терапии этой патологии является применение глюкокортикоидов, в частности преднизона и дефлазакорта, которые помогают подавить воспалительные процессы в мышцах. Но такая терапия часто сопровождается значительными побочными эффектами, а также нарушением работы генов, участвующих в регенерации мышц, что приводит к хронической миопатии. Есть препараты, которые действительно улучшают состояние больных и почти восстанавливают функции мышц, однако они не зарегистрированы в России и к тому же очень дороги: только годовой курс лечения будет стоить 53 миллиона рублей!» — рассказывает Константин Белослудцев, один из авторов статей, доктор биологических наук, профессор кафедры биохимии, клеточной биологии и микробиологии Марийского государственного университета (Йошкар-Ола).
Авторы работы: Михаил Дубинин и Константин Белослудцев. Источник: Михаил Дубинин
Биологи из Марийского государственного университета (Йошкар-Ола) и Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (Пущино) оценили альтернативный вариант терапии и опробовали ее на десяти мышах со «сломанным» геном белка дистрофина. Препарат алиспоривир, который обладает противовирусным эффектом в отношении ВИЧ и гепатита С (также ведутся доклинические исследования по SARS-COV-2), воздействует на митохондрии («энергетические станции») мышечных клеток. Митохондрии также служат хранилищем для лишних ионов кальция: при сокращении мышц последние работают в цитоплазме клетки, а в покое возвращаются в «энергетические станции». Однако миодистрофия Дюшенна меняет их режим работы: особые белковые поры в мембранах более не способны удерживать кальций внутри митохондрий, а у самой органеллы нарушаются дыхание и генерация энергии, и она прекращает нормальное функционирование. В итоге избыток ионов кальция в цитоплазме мышечных клеток запускает процессы деградации и некроза, а без дыхания мышечные волокна не получают необходимой энергии. Алиспоривир специфически подавляет образование пор в мембране митохондрий, благодаря чему эти органеллы продолжают поддерживать нормальный уровень кальция в мышечном волокне и нормально функционировать.
В течение месяца авторы проводили эксперименты на четырех группах мышей: животные с миодистрофией без лечения и на ежедневных инъекциях препарата, здоровые без терапии и с ней. Оказалось, что введение препарата больным грызунам в полтора-два раза снизило интенсивность воспалительного процесса. Воспаление возникает из-за того, что при миодистрофии Дюшенна мышцы не только слабеют, но и гибнут, что заставляет реагировать иммунную систему. По предположению ученых, это позволяет говорить о том, что разрушение мышц замедлилось. Кроме того, лечение приблизило состояние митохондрий и структуру мышечных клеток к обычной, обмен кальция в «энергетических станциях» также нормализовался.
Важно, что ученые наблюдали улучшение мышечной силы и выносливости животных. Больные мыши, получавшие инъекции алиспоривира, были способны висеть на горизонтальной струне, цепляясь за нее передними лапами, дольше, чем их сородичи без лечения.
«В краткосрочной перспективе такой подход может быть действительно полезным. Тем не менее мы отметили, что алиспоривир несколько подавляет процесс образования новых митохондрий в мышечных волокнах, что важно для роста мышц, а также модифицирует сердечный ритм. Так что в долгосрочной перспективе такое лечение может быть не слишком правильным. Но у нас уже есть предположения, как устранить эти негативные эффекты, — в дальнейшем мы хотим это проверить. Если наша гипотеза верна, то можно будет говорить о том, что найден действенный способ поддерживающей терапии больных миодистрофией Дюшенна, не имеющий значительных побочных эффектов, в отличие от существующих подходов. Надеюсь, однажды эта разработка поможет улучшить качество жизни таких пациентов», — подводит итог Михаил Дубинин, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат биологических наук, доцент кафедры биохимии, клеточной биологии и микробиологии Марийского государственного университета (Йошкар-Ола).
Информация и фото предоставлены пресс-службой Российского научного фонда
