Редки заболявания: Fibrodysplasia ossificans progressiva (FOP), проучване от Пенсилванския университет
Fibrodysplasia ossificans progressiva (FOP) е рядко заболяване, характеризиращо се с екстензивен растеж на костите извън нормалния скелет, което изпреварва нормалните реакции на тялото дори при леки наранявания
Това води до това, което някои наричат „втори скелет“, който блокира движението на ставите и може да затрудни дишането.
Въпреки това, нови изследвания върху мишки от екип от Медицинския факултет на Перелман в Университета на Пенсилвания показват, че образуването на извънскелетна кост може да не е единственият двигател на болестта.
Нарушената и неефективна регенерация на мускулната тъкан изглежда отваря вратата за образуване на нежелана кост в области, където трябва да се появи нов мускул след наранявания.
Това откритие отваря възможността за провеждане на нови терапии за FOP и беше публикувано днес в NPJ Regenerative Medicine
„Докато направихме големи крачки към по-добро разбиране на това заболяване, тази работа показва как основната биология може да предостави страхотна информация за подходящи терапии за регенеративна медицина“, каза водещият автор на изследването, д-р Фотеини Муркиоти, асистент по ортопедична хирургия и клетъчни и Биология на развитието, както и съдиректор на Penn Institute for Regenerative Medicine, Musculoskeletal Program.
„От лабораторията вече сме в състояние да покажем, че има потенциал за цяла нова сфера от терапии за пациенти с това опустошително състояние.
Преди около 15 години изследователи от Penn – включително съавторът на това изследване, д-р Айлийн Шор, професор по ортопедична хирургия и генетика и съдиректор на Центъра за изследване на FOP и свързаните с него разстройства – откриха, че мутация в ACVR1 генът е отговорен за FOP.
В това проучване екипът установи, че мутацията променя клетките в мускулите и съединителната тъкан, като погрешно насочва клетките в тъканта, за да се държат като костни клетки, което води до нова и ненужна извънскелетна кост в тялото.
„Въпреки това, докато изследванията за това как мутацията на FOP променя регулирането на решенията за клетъчната съдба се провеждат широко през последните години, малко внимание се обръща на ефектите от генетичната мутация върху мускулите и нейното въздействие върху клетките, които възстановяват мускулните наранявания, “, каза Шор.
„Бяхме убедени, че провеждането на изследвания в тази област може да предостави улики не само за предотвратяване на допълнително образуване на кости, но и за подобряване на мускулната функция и регенерация, внасяйки нова яснота за FOP като цяло.
Изследователите са изследвали мускули от мишки със същата мутация в гена ACVR1, която имат хората с FOP
Те се фокусираха върху два специфични типа стволови клетки от мускулна тъкан: фибро-адипогенетични прогенитори (FAPs) и мускулни стволови клетки (MuSCs).
Обикновено възстановяването на мускулни наранявания изисква внимателен баланс на тези два типа клетки.
Увредената тъкан реагира чрез разширяване на FAP клетки, които са назначени да наемат мускулни стволови клетки, които ще регенерират увредената мускулна тъкан.
След около три дни FAP-овете умират, работата им е свършена.
В същото време MuSCs преминават към по-зряло, диференцирано състояние, наречено мускулно влакно, което е от съществено значение за организираното движение на нашите мускули.
При мишките с ACVR1 мутация, които Муркиоти, Шор и техните съавтори са изследвали, апоптозата – процесът, чрез който FAP клетките умират като част от правилната мускулна регенерация – се е забавила значително, което води до високо присъствие на FAP над обичайните им продължителност на живота.
Това промени баланса им с MuSCs.
Увредената тъкан също показва намален капацитет за съзряване на мускулни стволови клетки и в резултат на това мускулните влакна са значително по-малки при мишки, носещи ACVR1 мутация, в сравнение с мускулните влакна при мишки без мутация.
„Продължителното персистиране на болни FAPs в регенериращия мускул допринася за променената мускулна среда в FOP, което намалява мускулната регенерация и позволява на прекалено изобилните FAP да допринесат за образуването на екстраскелетна кост“, каза Муркиоти.
"Това предоставя напълно нова гледна точка за това как се образува излишната екстра-скелетна кост - и как може да бъде предотвратена."
Настоящите цели за лечение на FOP се фокусират върху забавяне на растежа на извънскелетната кост
Това изследване може да осигури основна нова посока.
„Предлагаме терапевтичните интервенции да обмислят насърчаването на регенериращия потенциал на мускулите заедно с намаляването на образуването на извънматочна кост“, пишат Шор и Муркьоти.
„Чрез адресиране както на популациите от стволови клетки, така и на тяхната роля в произхода на FOP, съществува възможност за значително подобрени терапии.
Това проучване е подкрепено от Националния институт по артрит и мускулно-скелетни и кожни заболявания (R01-AR041916-15S1, F31-AR069982), Националния институт по здравеопазване (R01-AR071399, NIH P30-AR069619) и Международната асоциация на Ossibrodyficans Ossibrodyficans (IFOPA).
Други автори в изследването включват Александра Стенли, Елисия Тичи, Джейкъб Кокан и Дъглас Робъртс.
Прочетете още:
Синдром на неспокойните крака: какво представлява и как да го лекуваме
Редки болести: Синдром на Бардет Бидл
Редки болести: Положителни резултати от проучване фаза 3 за лечение на идиопатична хиперсомния