Исследователи из Стэнфордского университета обнаружили, что инъекция, блокирующая связанный со старением белок, способна обратить вспять естественную потерю коленного хряща у пожилых мышей. Это же лечение предотвратило развитие артрита после травм, имитирующих разрыв передней крестообразной связки – частой проблемы у спортсменов. Отмечается, что пероральная версия препарата уже проходит клинические испытания для лечения возрастной мышечной слабости.
Результаты, опубликованные в журнале Science, открывают путь к созданию таблетки или инъекции, способной восстанавливать хрящевую ткань, утраченную из-за возраста или артрита. В случае успеха у людей такие методы лечения могли бы сократить или даже полностью устранить потребность в операциях по замене коленных и тазобедренных суставов. В отличие от существующих терапий, которые в основном направлены на обезболивание, новый подход нацелен на первопричину остеоартрита – дегенеративного заболевания суставов, которым страдает примерно каждый пятый взрослый.
В центре исследования находится белок 15-PGDH, который ученые называют «герозимом» – ферментом старения. Его уровень в организме повышается с возрастом, что приводит к постепенной потере функций тканей. Ранее та же исследовательская группа выяснила, что блокировка этого фермента с помощью малой молекулы увеличивает мышечную массу и выносливость у старых животных. Теперь же удалось доказать его ключевую роль и в здоровье суставов.
Ученые вводили пожилым мышам препарат, подавляющий 15-PGDH, как системно, так и напрямую в коленный сустав. В обоих случаях истонченный с возрастом хрящ заметно утолщался по всей поверхности сустава. Анализ подтвердил, что восстановленная ткань является полноценным гиалиновым хрящом – гладким и упругим, – а не менее функциональной рубцовой тканью. «Регенерация хряща в такой степени у пожилых мышей стала для нас неожиданностью, – признается соавтор исследования Нидхи Бхутани. – Эффект был поразительным».
Схожие результаты были получены у мышей с травмами колена, подобными разрыву связок. Животные, получавшие инъекции ингибитора герозима дважды в неделю в течение месяца после травмы, были значительно менее подвержены развитию остеоартрита по сравнению с контрольной группой. Более того, они более естественно двигались и сильнее опирались на поврежденную конечность, что говорит о снижении боли и восстановлении функции.
Самым удивительным открытием стал механизм регенерации. Ученые не обнаружили участия стволовых клеток, как ожидалось. Вместо этого существующие хрящевые клетки, хондроциты, под действием препарата меняли активность своих генов, возвращаясь в более «молодое» состояние. «Это новый способ регенерации взрослой ткани, и он открывает большие клинические перспективы, – говорит руководитель исследования Хелен Блау. – Мы искали стволовые клетки, но они здесь явно не участвуют. Это очень волнующе».
Эффективность ингибитора подтвердилась и на образцах человеческого хряща, взятых у пациентов во время операций по замене коленного сустава. После недели обработки в ткани уменьшилось количество клеток, производящих «фермент старения» 15-PGDH, и появились ранние признаки регенерации суставного хряща. Этот процесс, по словам ученых, связан с регулировкой уровня простагландина E2 – молекулы, которую разрушает 15-PGDH. Небольшое повышение ее концентрации, как выяснилось, способствует восстановлению тканей.
Поскольку первая фаза клинических испытаний ингибитора 15-PGDH для лечения мышечной слабости уже показала его безопасность для людей, исследователи надеются на скорый запуск аналогичных испытаний для регенерации хряща. «Мы очень воодушевлены этим потенциальным прорывом, – добавляет Блау. – Представьте, что можно будет восстановить существующий хрящ и избежать замены сустава».
