Інгібітор міостатину допоміг мишам зберегти кістки і м'язи в космосі

Втраті кісткової і м'язової маси, викликаної тривалим перебуванням в умовах мікрогравітації, можна запобігти, якщо вводити інгібітор білка міостатину - рецептор-обманку (модифікацію рецептора до активіну II типу, ACVR2B), повідомляється в. Це показали експерименти на мишах, частина яких провела 33 дні на Міжнародній космічній станції, а частина такий же час пробула в лабораторії на Землі. У нормі міостатин обмежує ріст м'язів.

Знижена гравітація на МКС і в схожих умовах призводить до того, що частина м'язової маси і речовини кісток втрачається, через що людина слабшає і її кістки стають більш крихкими. Хоча з цим намагаються боротися фізичними вправами (космонавти на МКС майже щодня присвячують їм по дві години в середньому), повністю втратам не вдається запобігти.

Ймовірно, в цьому можуть допомогти фармакологічні методи, а саме - придушення роботи білка міостатину. Відомо, що він пригнічує зростання м'язів: у тварин з «вимкненим» геном м'язова маса значно більша, ніж у особин дикого типу, при цьому частка жирової тканини дуже низька. Блокування міостатину вже використовують у скотарстві (корови мінімум однієї породи спочатку мають мутацію в гені) і обговорюють в бодібілдингу (хоча ефективних і дозволених до застосування людьми блокаторів міостатину поки немає).

Дослідники на чолі з Емілі Жермен-Ліг (Emily L. Germain-Leeg) з Медичної школи Коннектикутського університету перевірили, як нейтралізація міостатину впливає на зміни маси кісток і м'язів, що виникають через довге перебування в умовах мікрогравітації. Експерименти вели на мишах, яким ввели блокатор міостатину - молекулу на основі рецептора до міостатину і активіну ACVR2B, у якої до ділянок зв'язування з цими білками було прикріплено не справжнє «тіло» ACVR2B, а кристалізований фрагмент імуноглобуліну F_c. Таким чином, міостатин, зв'язуючись з рецептором-обманкою, не запускав у клітці каскад реакцій, який він в нормі повинен викликати.

Крім таких гризунів, вчені використовували мишей, у яких був нокаутований ген, а в якості контролю виступили особини дикого типу. Частина особин (40 самок) жила на МКС, і основний експеримент з ними тривав 33 дні. Деякі з них повернулися на Землю, інших умертвили. Ще 24 самки паралельно з ними протягом того ж терміну тестували в лабораторії. У всіх групах з МКС біологи вимірювали масу м'язів і кісток до початку дії мікрогравітації, під час і після неї.

За 33 дні перебування на орбіті миші дикого типу втратили 8-18 відсотків маси більшості великих м'язів: триголового м'яза плеча, чотириголового м'яза стегна, литкового м'яза та інших (порівняння з контрольною групою). У мишей з непрацюючим геном міостатину за той же час м'язова маса збільшилася, але у тих, хто побував в умовах мікрогравітації, зростання м'язів проявився слабкіше.

Схожий ефект спостерігався і в разі гризунів, які отримали рецептор-обманку. Крім того, миші, яким ввели змінений ACVR2B, практично не страждали від втрати кісткової маси через дії мікрогравітації (і їх опорно-руховий апарат швидше відновлювався після повернення з МКС), так як цей рецептор впливає на метаболізм не тільки в м'язах, але і в кістках.

Виходить, що інгібітори каскадів реакцій, що запускаються в клітинах міостатином і активіном, теоретично можна використовувати, щоб знизити втрати кісткової і м'язової тканини в умовах мікрогравітації і прискорити відновлення цих тканин після польоту в космос. Автори роботи припускають, що цим застосування «обманного» ACVR2B і подібних молекул не обмежуються. Перешкоджати деградації м'язів і кісток потрібно не тільки у космонавтів, але і у всіх, хто надовго опинився без руху (людей, прикутих до інвалідного візка або ліжка), а також у літніх.

Нещодавно ми писали про те, що багато змін в головному мозку людини, викликані піврічним перебуванням в умовах мікрогравітації, обратими і проходять по закінченні семи місяців з моменту повернення на Землю. А кишковій паличці мікрогравітація йде на користь: при ній колоній за одиницю часу вони утворюють в 2-2,5 рази більше, ніж при «повній» земній гравітації. Їхні нащадки, які виросли вже в звичайних умовах, зберігають цю особливість: хоча у них швидкість утворення колоній дещо падає, вона все одно в два рази вище, ніж у бактерій з контрольної групи.