При прогрессирующей оссифицирующей фибродисплазии нарушена регенерация мышц

Ученые из США показали на мышиной модели, что при прогрессирующей оссифицирующей фибродисплазии не только формируются «лишние» кости на месте травмы, но и нарушается регенерация мышц. Мутации в гене acvr1 отрицательно влияют на функциональную активность клеток, участвующих в миогенезе, что приводит к укорочению мышц и формированию в них костной ткани.

Credit:
sinhyu | 123rf.com

Прогрессирующая оссифицирующая фибродисплазия (ФОП) — редкое, но смертельно опасное генетическое заболевание, при котором новые кости — оссификаты — формируются в неположенных местах, преимущественно в мышцах, сухожилиях и связках. К образованию «лишних» костей у больного может привести любая травма: ушиб, порез, перелом, даже внутримышечная инъекция. В результате образуется «второй скелет», нарушающий дыхательные функции и подвижность мышечной и соединительной тканей. При этом попытки удаления оссификатов обычно приводят к стремительному их разрастанию. Причина развития ФОП — мутации в гене acvr1, который экспрессирует рецептор костного морфогенетического белка. Однако до сих пор эффект мутаций на организм остается не до конца понятным.

Ученые из Медицинской школы Перельмана при Университете Пенсильвании моделировали ФОП на мышах, клетки которых экспрессировали человеческий ген acvr1 c мутацией R206H в гетерозиготе. Они показали, что развитие ФОП связано не только с формированием «лишних» костей, но и с генетически обусловленным нарушением регенерации мышечной ткани после повреждения.

Мышцу повреждали инъекцией кардиотоксина, после чего авторы сравнивали скорость восстановления поврежденной мышцы у мутантных и контрольных, генетически не модифицированных мышей. Оказалось, что у мутантных мышей на поздних этапах регенерации нарушена дифференцировка мышечных стволовых клеток в зрелое мышечное волокно. При этом необходимые для их дифференцировки фибро-адипогенные клетки-предшественники (FAP) вместо того, чтобы на определенном этапе миогенеза уйти в апоптоз, активно накапливаются. Это приводит к уменьшению длины мышцы и образованию оссификатов в месте повреждения. При этом если повреждений не было, мышцы генетически модифицированных и контрольных мышей не различались. Таким образом, мутации в гене acvr1 приводят не только к формированию оссификатов, но и к нарушению регенерации мышц.

Полученные данные прояснили механизм формирования «лишних» костей при ФОП. Авторы надеются, что в будущем появится возможность разработать препараты, направленные на повышение регенеративного потенциала мышц. Их применение не отменит необходимость симптоматического лечения, но сможет значительно повысить качество жизни пациентов с ФОП.

Источник

Stanley A., et al. Dynamics of skeletal muscle-resident stem cells during myogenesis in fibrodysplasia ossificans progressiva // npj Regenerative Medicine, 7, 5 (2022) DOI: 10.1038/s41536-021-00201-8

Добавить в избранное

Вам будет интересно