LASSS посилила зв’язування HGF із рецептором, важливим для відновлення м’язів
- LASSS посилив зв’язування HGF із рецептором c-met більш ніж удвічі в лабораторному експерименті
- HGF бере участь в активації сателітних клітин, які допомагають відновлювати м’язову тканину
- Випробування описують молекулярний ефект, а не доведене лікування вікової втрати м’язової функції
З віком система відновлення м’язів слабшає
Скелетні м’язи дають змогу людині рухатися, піднімати предмети й утримувати позу, але з віком їхня сила та здатність відновлюватися можуть знижуватися. З часом у тканинах можуть накопичуватися жирові відкладення та рубцеві зміни, а кількість спеціалізованих волокон, необхідних для швидких і потужних рухів, може зменшуватися. Такі зміни впливають не лише на фізичну працездатність: повсякденні дії стають складнішими, а рухливість і самостійність поступово знижуються.
Дослідники з Японії вивчили один із механізмів, який може бути пов’язаний із погіршенням регенерації м’язів. Команда під керівництвом професора Рюїті Тацумії з факультету сільського господарства Університету Кюсю зосередилася на білку HGF та його взаємодії з клітинним рецептором. Роботу опубліковано в журналі Scientific Reports. Автори розглядають отримані результати як можливу основу нового підходу, але не повідомляють про готову терапію чи доведений спосіб зупинити вікові зміни.
У скелетних м’язів є власна система відновлення після зношування та пошкоджень. Важливу роль у ній відіграють сателітні клітини — спеціалізовані стовбурові клітини, розташовані поруч із м’язовими волокнами. Зазвичай вони перебувають у неактивному стані, але за потреби можуть активуватися, розмножуватися та перетворюватися на м’язові клітини. Завдяки цьому вони беруть участь у відновленні пошкодженої тканини. Наскільки ефективно запускається цей процес, залежить, зокрема, від молекулярних сигналів, що надходять до клітин.
HGF передає сигнал сателітним клітинам
Одним із таких сигналів є білок, відомий як фактор росту гепатоцитів, або HGF. Попри назву, його функції не обмежуються печінкою: у м’язах він допомагає активувати сателітні клітини. За звичайних умов HGF міститься в підтримувальному матеріалі навколо м’язових волокон. У разі пошкодження, руху або розтягнення м’яза білок може вивільнятися, а потім зв’язуватися з рецептором c-met на поверхні клітин, які беруть участь у регенерації.
Зв’язавшись із c-met, HGF допомагає вивести сателітні клітини зі стану спокою. Після цього клітини можуть розмножуватися, дозрівати й долучатися до відновлення м’язових волокон. Рецептори в цій системі працюють як точки приймання молекулярного сигналу: взаємодія білка з рецептором запускає відповідь усередині клітини. Тому важливе не лише вироблення HGF, а й збереження його здатності розпізнавати й активувати c-met. Порушення такого контакту може послабити один з етапів природного відновлення м’язів.
Попередні дослідження групи виявили, що HGF може зазнавати нітрування — хімічної модифікації, за якої до певних ділянок білка приєднується нітрогрупа. Така зміна здатна змінити властивості білка й завадити його нормальній роботі. У HGF дослідники визначили дві вразливі позиції: Y198 і Y250. Обидві розташовані в ділянці, необхідній для зв’язування з c-met. Якщо ці ділянки нітруються, білку стає важче взаємодіяти з рецептором.
Нітрування заважає білку зв’язуватися з рецептором
Автори припускають, що це може пояснювати частину вікового послаблення регенерації: HGF може й далі вироблятися, але хімічна зміна вже утвореного білка заважає йому передавати сигнал клітинам. У такому разі проблема не зводиться до нестачі самого фактора росту. Професор Тацумія описав саме цю можливість як підставу для пошуку сполуки, яка могла б захистити HGF від нітрування або компенсувати спричинену ним втрату функції. Це пояснення залишається ймовірним механізмом, а не встановленою причиною всіх вікових змін м’язів.
Для перевірки ідеї команда дослідила дві сполуки з антиоксидантними властивостями: глутатіонтрисульфід, який позначають GSSSG, і ліпоєвий трисульфід LASSS. Антиоксиданти можуть обмежувати деякі види хімічних пошкоджень, спричинених реактивними молекулами. Обидві речовини належать до сімейства трисульфідів, характерною ознакою якого є ланцюжок із трьох сполучених атомів сірки. Згідно з описом дослідження, такі молекули здатні брати участь в окисно-відновних реакціях.
У перших лабораторних дослідах і GSSSG, і LASSS зменшували нітрування двох вразливих ділянок HGF. Однак цього виявилося недостатньо, щоб повністю відновити здатність білка зв’язуватися з рецептором. Тому вчені змінили кількість трисульфіду відносно HGF. У джерелі зазначено, що молярне співвідношення змінили з 1:4000 на 1:8000, а за вищої концентрації дослідники побачили ефект, який виходив за межі простого зменшення хімічної модифікації білка.
LASSS посилив зв’язування, але клінічний ефект не перевірено
Особливо помітний результат продемонстрував LASSS: оброблений ним HGF зв’язувався з c-met більш ніж удвічі сильніше, ніж необроблений білок. Іншими словами, в експерименті зросла афінність взаємодії з рецептором — важливий етап передавання сигналу сателітним клітинам. LASSS також підвищив стійкість HGF до втрати функції через нітрування, особливо в позиції Y198. Ці спостереження стосуються молекулярних вимірювань і самі собою не свідчать про те, що в учасників дослідження покращилися сила чи здатність м’язів до відновлення.
Ефект на зв’язування в описаних експериментах виявився специфічним для LASSS. GSSSG також зменшував нітрування HGF на ранньому етапі, але не забезпечив аналогічного посилення взаємодії з c-met. Це розрізнення важливе для інтерпретації: загальний антиоксидантний ефект двох сполук не повністю пояснює результат, отриманий із LASSS. Дослідження вказує на особливий вплив конкретного трисульфіду на взаємодію білка з рецептором, однак наведені дані не встановлюють, яким саме чином виникає це посилення.
Практичне значення відкриття наразі обмежується можливістю краще зрозуміти молекулярну регуляцію відновлення м’язів. У наданому описі представлені лабораторні експерименти з HGF, нітруванням і рецептором, але не повідомляється про випробування LASSS як лікування на людях або про його вплив на повсякденну рухливість. Тому не можна зробити висновок, що сполука запобігає віковій втраті м’язової маси чи відновлює силу. Наступне важливе питання — чи підтвердиться ефект за межами описаних дослідів і чи виявиться він застосовним до живої м’язової тканини.
Джерело: ScienceDaily
