Поведінка хондроцитів відкриває нові цілі для лікування порушень росту кісток

Ахондроплазія, також відома як карликовість з короткими кінцівками, супроводжується неврологічними симптомами та ускладненнями, спричиненими звуженням скелетних структур, що оточують спинний мозок. Незважаючи на те, що ахондроплазія є найпоширенішою причиною карликовості, механізми, які лежать в основі цього захворювання, ще не до кінця вивчені. Це означає, що сучасні методи лікування залишаються недостатньо ефективними.

Наразі команда вчених з Osaka University створила мишачу модель ахондроплазії, яка дозволила поглибити розуміння як нормального, так і патологічного росту кісток, а також визначити потенційні терапевтичні мішені.

Як відбувається ріст кісток

Відстежуючи проліферацію клітин, дослідники виявили, що сигнальна молекула FGFR3 та сигнальний шлях CREB відіграють ключову роль у регуляції росту кісток.

Зростаючі кістки мають так звану «зону росту», яка складається з трьох різних шарів хондроцитів (хрящових клітин):

• зона спокою
• зона проліферації
• зона гіпертрофії

Клітини поступово переміщуються між цими зонами. У зоні проліферації вони активно діляться, після чого збільшуються у розмірах у зоні гіпертрофії. Саме цей процес забезпечує нормальний ріст кісток.

Що показала мишача модель

Створена дослідниками мишача модель продемонструвала, що клітини, які несуть генетичну мутацію, пов’язану з ахондроплазією, накопичуються в зоні спокою та проявляють аномальну поведінку.

До таких змін належать:

• аномальні патерни поділу клітин
• порушена міграція клітин у зону проліферації
• змінена експресія генів

За словами старшого автора дослідження, Noriyuki Tsumaki: «Основною проблемою у вивченні процесу диференціації хондроцитів є складність ідентифікації та аналізу клітин на кожному етапі».

Дослідники змогли подолати цю проблему за допомогою секвенування РНК однієї клітини, що дозволяє визначити гени, активні в окремій клітині, і таким чином детально охарактеризувати кожен етап диференціації.

Виявлення нових терапевтичних мішеней

Порівняння хондроцитів із генетичною мутацією, що викликає ахондроплазію, та нормальних клітин показало, що основні відмінності проявляються саме в зоні спокою.

Це має важливе значення, оскільки попередні дослідження та терапевтичні підходи були зосереджені переважно на клітинах у зонах проліферації та гіпертрофії.

Як зазначає головний автор дослідження Nanao Horike: «Підвищена сигналізація FGFR3, що спостерігається в хондроцитах ахондроплазії, впливає на сигналізацію через шлях CREB».

Дослідники також встановили, що інгібування цього сигнального шляху за допомогою експериментальної дослідницької молекули CREB inhibitor 666-15 відновлювало нормальну поведінку клітин у зоні росту та сприяло збільшенню довжини кісток у моделі захворювання. Це свідчить про те, що препарати, спрямовані на цей сигнальний шлях, можуть мати значний терапевтичний потенціал у лікуванні ахондроплазії.

Значення дослідження

Отримані результати становлять важливий крок у розумінні того, як хондроцити диференціюються під час росту кісток.

Крім того, нові дані щодо експресії FGFR3 та сигнального шляху CREB відкривають перспективні терапевтичні мішені. За умови подальших досліджень це може сприяти створенню лікарських засобів, здатних зменшувати тяжкі прояви ахондроплазії та пов’язані з нею функціональні порушення.

ДЖЕРЕЛО: medicalxpress

На платформі Accemedin багато цікавого! Аби не пропустити — підписуйтесь на наші сторінки! Facebook. Telegram. Viber. Instagram.