С возрастом скелетные мышцы постепенно теряют массу и силу, что приводит к снижению подвижности и повышению риска травм. Этот процесс, известный как саркопения, сопровождается анаболической резистентностью — состоянием, при котором стареющие мышцы перестают полноценно реагировать на физические нагрузки и механические стимулы увеличением объема волокон. В новом исследовании, опубликованном на сервере препринтов bioRxiv, ученые описали фармакологический подход, позволяющий преодолеть эту резистентность на примере старых мышей.
⠀
В экспериментах исследователи использовали мышей гериатрического возраста (28 месяцев). Выяснилось, что ключевую роль в ухудшении реакции мышц на нагрузки играет сбой в межклеточной коммуникации и дефицит важной сигнальной молекулы — простагландина E2 (PGE2). В молодом организме выработка PGE2 активно стимулирует гипертрофию и восстановление мышечной ткани. Однако с возрастом в мышцах накапливается специфический фермент — 15-PGDH, который слишком быстро разрушает простагландин E2 и лишает ткань необходимого стимула к росту.
⠀
Чтобы восстановить чувствительность ткани, ученые применили препарат, блокирующий работу фермента 15-PGDH. Это позволило повысить уровень активного простагландина E2 в ткани примерно в три раза. В условиях механической перегрузки у старых мышей возобновился синтез белка и начался активный рост мышечных волокон, а их сократительная сила увеличилась примерно на 50% по сравнению с контрольной группой. Кроме того, терапия стимулировала работу мышечных стволовых клеток и их объединение с существующими мышечными волокнами.
⠀
Анализ активности генов на уровне отдельных клеточных ядер помог детально описать происходящий процесс.
⠀
Повышение уровня простагландина E2 напрямую воздействует на ядра быстрых мышечных волокон типа IIb.
⠀
В ответ эти ядра начинают вырабатывать ключевой белковый фактор роста — IGF1.
⠀
Выделяемый IGF1 действует как локальный регулятор, передавая мощный сигнал к росту окружающим клеткам: мышечным стволовым, стромальным и иммунным.
⠀
Для проверки этой связи авторы заблокировали рецепторы к фактору роста IGF1. После этого положительный эффект от терапии полностью исчез: мышцы перестали увеличиваться в объеме и прибавлять в силе. Это доказало, что фактор IGF1 является обязательным промежуточным звеном, через которое простагландин запускает слаженный рост всех структур мышцы.
⠀
Подавление активности фермента 15-PGDH может стать перспективной терапевтической стратегией. Подобный подход способен работать в качестве фармакологического «усилителя тренировок», помогая стареющим мышцам эффективно откликаться на физические упражнения и восстанавливать силу.