Nowe badania dotyczące zaniku mięśni
Zanik mięśni oznacza poważną i postępującą utratę masy mięśniowej wokół szkieletu, a więc stan wyniszczający ludzkie zdrowie, który prowadzi do osłabienia mięśni i niepełnosprawności. Obecne metody leczenia są ukierunkowane na spowolnienie tego procesu. Niestety, jak dotąd nie wynaleziono leku, częściowo dlatego, że zanik mięśni nie ma jednej przyczyny. „Utrata mięśni jest rezultatem złożonego procesu, w którym wiele różnych czynników nakłada się na siebie, prowadząc do dystrofii”, wyjaśnia Andrea Armani, stypendysta działań „Maria Skłodowska-Curie” na Uniwersytecie Padewskim we Włoszech. „Walka z tym zjawiskiem jako całością staje się zatem dość skomplikowana, zwłaszcza że wciąż brakuje nam wiedzy na temat mechanizmów molekularnych aktywowanych w przypadku zaniku mięśni”, dodaje. W ramach projektu Myo_LysoZOOM Armani starał się uzupełnić tę lukę, wyjaśniając działanie podstawowych mechanizmów, które utrzymują i regulują masę i zdrowie mięśni.
Rola tajemniczej sygnatury lizosomalnej w zaniku mięśni
Badania prowadzone przez Armaniego, finansowane w ramach działań „Maria Skłodowska-Curie”, koncentrowały się na specyficznym związku między zanikiem mięśni a sygnalizacją lizosomów. Lizosomy to występujące w komórkach organella, o których do niedawna sądzono, że odpowiadają głównie za niszczenie i usuwanie odpadów. „W ciągu ostatnich mniej więcej piętnastu lat lizosomy zostały odkryte na nowo jako fundamentalne elementy sygnalizacji i wzrostu komórek, a nie tylko czynniki odpowiedzialne za degradację”, mówi Armani. Z badań tych wynika, że lizosomy działają jako węzły sygnalizacyjne. Modyfikują sygnały wewnątrzkomórkowe w odpowiedzi na czynniki środowiskowe – na przykład regulując procesy anaboliczne i kataboliczne, odpowiedzialne odpowiednio za budowanie i rozkład cząsteczek. Ponieważ równowaga między tymi dwoma procesami jest kluczowa dla utrzymania masy mięśniowej, Armani i jego zespół postanowili zbadać ich dokładną funkcję w homeostazie mięśni. W tym celu uczeni przeprowadzili serię doświadczeń przy użyciu przełomowej metodologii pozyskiwania organelli z mięśni znajdujących się w różnym stadium zaniku, aby poznać ich skład i interakcje. „W ten sposób próbowaliśmy zrozumieć tajemniczą sygnaturę lizosomalną regulującą masę mięśniową w stanach zdrowia i choroby”, zaznacza.
Nieoczekiwane wyniki dotyczące funkcji lizosomów
Jak wyjaśnia Armani, najważniejszym odkryciem był fakt, że niektóre elementy komórek, które odpowiadają za kontrolę bioenergetyki, ulegają wzbogaceniu w lizosomach lub w konkretnych częściach, z tym że przed publikacją wyników badań, która nastąpi jeszcze w tym roku, uczony nie może zdradzić dalszych szczegółów. „Głównym rezultatem było ponowne odkrycie – a raczej wyjaśnienie – znanego od dawna procesu cytozolowego na poziomie powierzchni lizosomu”, dodaje, odnosząc się do cytozolu, płynnego składnika cytoplazmy znajdującego się w większości komórek. „Było to możliwe tylko dzięki bardziej zaawansowanej metodologii, którą udało mi się zoptymalizować. Stanowiło to klucz do wyjaśnienia procesów biologicznych zachodzących na powierzchni tych organelli, których nie udałoby się zaobserwować przy użyciu tradycyjnych metod”.
Kontynuacja badań nad zanikiem mięśni
Mimo że projekt Myo_LysoZOOM dobiegł już końca, Armani zamierza wykorzystać dane i wyniki jako punkt wyjścia na potrzeby nowej linii badawczej, mającej na celu wyjaśnienie nowych sygnałów lizosomalnych istotnych z punktu widzenia fizjologii mięśni. „Zamierzam kierować tą linią badań, a obecnie pracuję na Uniwersytecie w Zurychu, gdzie badam nieprawidłowości w sygnalizacji lizosomalnej leżące u podstaw choroby Pompego”, dodaje Armani. Ma on nadzieję, że wyniki okażą się przydatne dla szerszej społeczności naukowej, ponieważ składają się na pierwszy atlas lizosomalnych zdarzeń lub sygnałów w mięśniach szkieletowych. „Mam nadzieję, że wszystkie te wyniki posłużą do opracowania nowych metod leczenia różnych chorób w obrębie mięśni, w większym stopniu opartych na wiedzy i spersonalizowanym podejściu”, dodaje Armani.
Słowa kluczowe
Myo_LysoZOOM, lizosom, sygnatura, zanik mięśni, funkcja, badania naukowe
