Родственник нуклеотида в РНК вылечил сердце мышей-диабетиков и облегчил последствия мышечной дистрофии

Исследование, посвященное тому, как это соединение защищает сердце при диабете, было поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ) и опубликовано в International Journal of Molecular Sciences. РНФ также поддержал изучение мышечной дистрофии Дюшенна, статья издана в том же журнале.

Согласно данным Международной диабетической федерации, сахарный диабет выявлен у каждого десятого человека на планете. Возникающий избыток глюкозы в крови нарушает обмен веществ, в частности жиров и белков — важных строительных материалов клеток. Из-за этого нарушается работа многих органов, в том числе сердечной мышцы, и возникает кардиомиопатия — состояние, которое может привести к инфаркту и смерти.

Ученые из Марийского государственного университета (Йошкар-Ола) и Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (Пущино) предложили использовать в качестве нового лекарства от диабетической кардиомиопатии уридин — вещество, родственное нуклеотиду урацилу, входящему в состав РНК. Это соединение благотворно влияет на работу митохондрий, обеспечивающих клетки энергией, а также участвует в метаболизме глюкозы и потенциально может снижать ее концентрацию в крови.

Авторы в течение трех недель ежедневно вводили уридин мышам, больным диабетом. После эксперимента ученые измеряли содержание глюкозы в крови, а также исследовали клетки сердца под электронным микроскопом. Оказалось, что в здоровых мышечных клетках саркомеры — белковые структуры, которые отвечают за сокращение, — имеют удлиненную форму, а активные митохондрии образуют множество мембранных складок — крист, необходимых для выработки энергии.

У больных диабетом мышей длина саркомеров уменьшилась и митохондрии утратили большинство своих складок. Однако после приема уридина клетки сердца и их митохондрии вернулись к нормальному состоянию. Кроме того, в результате лечения содержание глюкозы в крови животных достоверно снизилось.

Также ученые протестировали уридин при лечении дистрофии Дюшенна — наследственного заболевания, при котором из-за мутации в ДНК нарушается структура и работа белка дистрофина. Это ухудшает работу митохондрий, а мышцы постепенно атрофируются.

Исследователи выяснили, что уридин улучшает состояние мышечных клеток у грызунов, однако эффективность такого лечения не слишком велика — авторы проверили ее, засекая время, которое мыши могут провисеть на проволоке, держась на нее передними лапами. Силу мышц оценивали баллами от одного, если мышь провисела менее пяти секунд, до 5-30 секунд. У здоровых животных оказалось в среднем 4,5 балла, а у больных грызунов после терапии уридином около 2,5, что лишь на полбалла больше, чем у тех, кому не вводили препарат.

«Можно полагать, что в перспективе уридин следует рекомендовать для лечения кардиомиопатии, возникающей при диабете. Но особенно важно, чтобы такая терапия не имела побочных эффектов», — подводит итог руководитель одного из проектов, поддержанного грантом РНФ, Константин Белослудцев, доктор биологических наук, профессор Марийского государственного университета.

«В случае тяжелого наследственного заболевания — дистрофии Дюшенна — действие уридина было выражено слабо и будет недостаточно для улучшения состояния пациентов, — отмечает руководитель одного из проектов, поддержанного грантом РНФ, Михаил Дубинин, кандидат биологических наук, доцент Марийского государственного университета.

— Однако в опытах уридин уменьшал фиброз мышц, то есть замещение их соединительной тканью, не способной к сокращению. Этот результат позволяет использовать уридин в качестве дополнительной терапии, замедляющей развитие болезни. В будущем мы планируем искать новые, более эффективные препараты, которые улучшают работу митохондрий и помогают клеткам справиться с тяжелыми заболеваниями». 

РНФ

75 статей

РНФ осуществляет финансовую и организационную поддержку фундаментальных и поисковых научных исследований посредством финансирования прошедших конкурсный отбор научных, научно-технических программ и проектов.

Показать больше