Способность лодыжки восстанавливать хрящ использует те же механизмы, которые позволяют некоторым животным отращивать новые конечности. Этот потенциал можно использовать для восстановления хряща в коленях и бёдрах, поражённых остеоартритом.
Результаты, опубликованные в журнале Science Advances, представляют собой значительный шаг вперёд в регенеративной медицине. Они определяют возможности регенерации хряща лодыжки человека при стрессе и предлагают новую потенциальную основу для восстановления суставов.
Остеоартрит — это распространённое заболевание, характеризующееся разрушением хряща в суставах. Оно затрагивает примерно 7,6% людей во всём мире, не имеет лекарства и эффективных методов лечения.
«Новизна нашей работы заключается в инновационном использовании масс-спектрометрии для различения вновь синтезированных и старых белков, что позволяет измерять активное и неактивное состояние регенерации хряща», — говорит Вирджиния Байерс Краус, профессор кафедр медицины, патологии и ортопедической хирургии в Школе медицины Дьюкского университета.
Она объясняет, что технология предоставила точные данные о регенеративной активности, что позволило идентифицировать малые РНК (smRNAs), действующие как главные регуляторы. Некоторые из них активируются для стимуляции восстановления хряща, в то время как другие подавляются, поскольку обычно они ингибируют рост.
В отсутствие остеоартрита эти smRNAs действуют как музыканты, разогревающие свои инструменты, каждый играет разные ноты в диссонансе. Но при остеоартрите smRNA немедленно выстраиваются в строй и действуют согласованно, подобно симфонии, обеспечивая восстановление хряща.
Эти smRNA в изобилии присутствуют в лодыжках человека, и некоторые из них идентичны тем, которые позволяют рыбам данио-рерио и саламандрам отращивать утраченные конечности. В коленях человека их меньше, а в бёдрах — ещё меньше.
Исследователи предполагают, что эта разница между суставами человека может быть эволюционным пережитком, когда лодыжка сохранила некоторую регенеративную способность по мере эволюции скелетной структуры человека.
Наличие этих маркеров в лодыжках даёт Краус и её коллегам надежду на то, что они смогут оптимизировать эту врождённую восстановительную функцию и направить её на колени и бёдра, которые являются наиболее распространёнными участками поражения остеоартритом.
«Хрящ лодыжки представляет собой регенеративную среду и может служить шаблоном для улучшения восстановления хряща в менее регенеративных суставах, таких как колено и бедро», — говорит Краус.
Она сообщает, что исследовательская группа теперь переключила своё внимание на животных, включая рыб данио-рерио, чтобы проверить, как они могут лучше понять и использовать функции этих smRNAs.
Краус и соавтор Мин-Фэн Сюэ являются изобретателями предварительной патентной заявки, связанной с этой работой, поданной Дьюкским университетом. Авторы заявляют об отсутствии других конкурирующих интересов.
Источник: Дьюкский университет.