Для поддержания здоровья скелетных мышц необходимо выполнить два важных процесса. Во-первых, когда мышца повреждена в результате травмы или дегенеративного заболевания, такого как мышечная дистрофия, мышечные стволовые клетки или сателлитные клетки должны дифференцироваться в зрелые мышечные клетки для восстановления поврежденных мышц. Во-вторых, необходимо пополнить запас сателлитных клеток, чтобы у них был запас для восстановления мышц в случае будущих травм. В случае мышечной дистрофии хронические циклы регенерации и дегенерации мышц, которые включают активацию сателлитных клеток, истощают пул мышечных стволовых клеток до точки невозврата.
«Наше исследование показало, что, вводя ингибитор белка STAT3 в повторяющихся циклах, мы можем поочередно пополнять пул сателлитных клеток и способствовать их дифференцировке в мышечные волокна», — сказала Алессандра Сакко, доктор философии, доцент кафедры развития. Программа старения и регенерации в Sanford-Burnham. «Наши результаты важны, потому что этот процесс работает у мышей и в мышечных клетках человека».«Наш следующий шаг — посмотреть, как долго мы можем продлить цикл цикличности, и протестировать некоторые из ингибиторов STAT3, которые в настоящее время проходят клинические испытания, для других показаний, таких как рак, поскольку это может ускорить тестирование на людях», — добавил Сакко.
«Эти результаты очень обнадеживают. В настоящее время не существует лекарства, которое могло бы остановить или обратить вспять любую форму мышечного истощения, — только лекарства и терапия, которые могут замедлить этот процесс», — сказал Витторио Сарторелли, доктор медицины, руководитель лаборатории мышечных стволов. Клетки и регуляция генов и заместитель научного директора Национального института артрита, опорно-двигательного аппарата и кожных заболеваний (NIAMS). «Подход к лечению, состоящий из циклических всплесков ингибиторов STAT3, потенциально может восстановить мышечную массу и функцию у пациентов, и это будет очень значительным прорывом».
Раскрытие механизма STAT3STAT3 (преобразователь сигнала и активатор транскрипции 3) представляет собой белок, который активирует транскрипцию генов в ответ на IL-6, сигнальный белок, высвобождаемый клетками в ответ на повреждение и воспаление. До исследования ученые знали, что STAT3 играет сложную роль в скелетных мышцах, способствуя восстановлению тканей в некоторых случаях и препятствуя этому в других. Но точный механизм работы STAT3 оставался загадкой.
Исследовательская группа сначала использовала мышей нормального возраста и мышей модели формы мышечной дистрофии, напоминающей человеческое заболевание, чтобы увидеть, что произойдет, если им дадут лекарство, ингибирующее STAT3. Они обнаружили, что ингибитор первоначально стимулировал репликацию сателлитных клеток с последующей дифференцировкой сателлитных клеток в мышечные волокна. Когда они вводили ингибитор STAT3 каждые семь дней в течение 28 дней, они обнаружили общее улучшение восстановления скелетных мышц и увеличение размера мышечных волокон.
«Мы были рады обнаружить, что достигли аналогичных результатов, когда проводили эксперименты на мышечных клетках человека», — сказал Сакко. «Мы обнаружили, что, рассчитывая время ингибирования STAT3 — как включение / выключение света — мы можем временно увеличивать популяцию сателлитных клеток с последующей их дифференцировкой в зрелые мышечные клетки».