Ученые из Эдинбургского и Бристольского университетов определили генетический механизм, который запускает дегенерацию межпозвонковых дисков – одну из главных причин болей в спине и шее. Эксперименты на аквариумных рыбках данио-рерио показали, что из-за изменений в работе определенных генов в позвоночнике начинают накапливаться минералы, что делает его ткани аномально твердыми.
Боль в спине, с которой сталкивается большинство людей, часто возникает из-за постепенного разрушения межпозвонковых дисков, служащих амортизаторами. Сейчас не существует лекарств, которые могли бы остановить или обратить этот процесс, и в долгосрочной перспективе помочь может только операция.
Исследователи сконцентрировались на гене, который отвечает за выработку коллагена IX – белка, связывающего структурные волокна в дисках. Они вывели линию рыб данио-рерио, у которых этот ген не работал. С возрастом у таких рыб развивались те же патологии позвоночника, что и у людей: их позвонки срастались, а ткани между ними твердели из-за отложения минералов.
Анализ показал, что сначала разрушается поддерживающий слой в позвоночнике, и только после этого структурного повреждения в нем начинают накапливаться минералы. Изучив активность генов у рыб, команда обнаружила сбои в метаболизме жиров, в работе сигнального пути mTOR, регулирующего рост, а также нарушения в регуляции фосфатов и передаче сигналов витамина А. Все эти процессы ранее уже связывали с аномальной минерализацией тканей.
В ходе эксперимента ученые также проверили несколько методов терапии. Препарат из группы бисфосфонатов, который применяют для лечения остеопороза, не дал минералам накопиться в позвоночнике рыб. Кроме того, позвонки срастались медленнее, когда рыбы получали меньше корма или им вводили препараты, подавляющие жировой обмен.
Результаты исследования, опубликованные в журнале Communications Biology, указывают, что регуляция фосфатов и метаболизм жиров – самые перспективные направления для создания новых лекарств. Эта работа открывает путь к разработке нехирургических методов лечения дегенерации межпозвонковых дисков.
