Открыто соединение, способное стимулировать восстановление мышц и останавливать их возрастное разрушение

Группа исследователей из Университета Кюсю (Япония) идентифицировала вещество, которое значительно усиливает действие фактора роста гепатоцитов (HGF). Этот белок играет ключевую роль в запуске процесса регенерации мышечной ткани. Данное открытие закладывает фундамент для создания новых методов терапии против потери мышечной массы, вызванной старением.

Скелетные мышцы являются одной из тканей организма, наиболее подверженных возрастным изменениям. Этот процесс сопровождается снижением силы, замещением мышечных волокон жировой и соединительной тканью, а также уменьшением количества быстросокращающихся волокон, которые отвечают за резкие и мощные движения.

Исследование, проведенное под руководством профессора Рюити Тацуми с факультета сельского хозяйства Университета Кюсю и опубликованное в журнале Scientific Reports, сфокусировано на HGF. Этот белок служит своеобразным сигналом, запускающим «ремонт» мышц после травм или физических нагрузок.

В норме при повреждении мышечной ткани HGF активирует так называемые сателлитные клетки — стволовые клетки, отвечающие за воссоздание мышечных волокон. Однако с возрастом этот механизм начинает давать сбои.

Когда мышца травмируется, высвобождаемый HGF связывается с рецепторами c-met на поверхности сателлитных клеток. Это выводит их из состояния покоя, заставляя делиться и превращаться в новые мышечные волокна. Но старение вносит свои коррективы: предыдущие работы ученых показали, что HGF подвергается химическому изменению — нитрованию.

При нитровании к белку в определенных участках (Y198 и Y250) присоединяется нитрогруппа. Проблема в том, что именно эти участки необходимы для связи с рецептором c-met. Модифицированный HGF теряет свою функциональность, становясь похожим на ржавый ключ, который больше не подходит к замку. Это считается одной из главных причин плохой регенерации и атрофии мышц у пожилых людей.

«HGF не обязательно исчезает с годами, — поясняет Тацуми. — Скорее, он химически портится уже после выработки. Это натолкнуло нас на мысль: может ли мощный антиоксидант защитить HGF, предотвратив нитрование или компенсировав потерю его функций?»

Ученые обратили внимание на два серосодержащих соединения с сильными антиоксидантными свойствами: трисульфид глутатиона (GSSSG) и трисульфид липоевой кислоты (LASSS). Эти молекулы, содержащие три последовательно соединенных атома серы, в последнее время вызывают большой интерес в фармакологии благодаря своим уникальным восстановительным свойствам.

В ходе экспериментов оба вещества подавляли процесс нитрования HGF. Однако при увеличении концентрации LASSS исследователей ждал сюрприз: способность HGF связываться с рецепторами не просто восстановилась, а выросла более чем в два раза по сравнению с обычным, неповрежденным белком. При этом белок стал устойчив к нитрованию. Соединение GSSSG такого эффекта не показало.

Создание «Супер HGF»

«Результаты превзошли наши ожидания, — отмечает Тацуми. — Мы знали о биологической роли трисульфидов, но не предполагали, что простое смешивание HGF с LASSS создаст настолько мощный эффект».

По словам ученых, LASSS делает нечто большее, чем просто нейтрализацию окислителей. Оно напрямую взаимодействует с HGF, вызывая тонкие изменения в его структуре. В итоге получается улучшенная форма — «Super HGF», которая крепче связывается с рецепторами и игнорирует негативное воздействие нитрования.

Эффективность метода была подтверждена на мышах с моделью мышечной атрофии. У животных, получавших LASSS, признаки нитрования белка были значительно ниже, а мышечная ткань восстанавливалась лучше. В будущем планируются исследования на стареющих животных для окончательного подтверждения безопасности и эффективности препарата.

Это открытие может стать основой для создания стратегий реабилитации не только при старении, но и при длительном постельном режиме или других состояниях, связанных с вынужденной мышечной неактивностью.