Комбинация из двух экспериментальных лекарств избавила крыс от остеоартроза

Исследовательская группа, возглавляемая учеными из Института биологических исследований имени Джонаса Солка, обнаружила, что комбинация двух веществ — альфа-клото и трансформирующего ростового фактора бета рецептора II (TGFβR2) — устраняет клеточные и молекулярные признаки остеоартроза у крыс, а также в изолированных клетках хряща человека.

При остеоартрозе сустава разрушается хрящевая ткань и кости начинают соприкасаться друг с другом, что вызывает боль и деформацию сустава. В патологический процесс вовлекаются не только хрящ, но и окружающие его связки, мышцы и лежащая под ним кость. Пациент при этом испытывает хронические боли, а подвижность пораженного сустава ограничивается. Остеоартроз в наши дни — наиболее распространенное заболевание суставов. Признаки этого заболевания в той или иной степени отмечаются у каждого второго человека старше пятидесяти лет. Больше 75 % пациентов с таким диагнозом испытывают боль ежедневно. Экономический ущерб, связанный с этим заболеванием, составляет примерно 1–2,5 % валового внутреннего продукта развитых стран.

Предыдущие исследования показали, что альфа-клото и TGFβR2 потенциально могут быть лекарствами для лечения остеоартроза: альфа-клото действует на сетку молекул, окружающих клетки суставного хряща, удерживая этот внеклеточный матрикс от разрушения, а TGFβR2 влияет непосредственно на клетки хрящевой ткани, стимулируя их деление и предотвращая разрушение.

Однако опыты на животных показали, что по отдельности каждый из этих препаратов давал лишь умеренный эффект, поэтому профессор Хуан Карлос Исписуа-Бельмонте (Juan Carlos Izpisua Belmonte), Палома Мартинес-Редондо (Paloma Martinez-Redondo) из Института биологических исследований Солка и их коллеги задались вопросом, будут ли эти два препарата действовать более успешно при совместном применении.

Ученые вводили крысам, больным остеоартрозом коленных суставов, специально сконструированные вирусы, содержащие гены, которые кодируют белки альфа-клото и TGFβR2. Через шесть недель у подопытных крыс были обнаружены признаки восстановления хрящевой ткани. Ее слой в суставах стал толще, меньше клеток умирало, были замечены активно делящиеся клетки. Болезнь перешла со второй стадии в более легкую первую. Никаких побочных эффектов не наблюдалось. Тогда как у крыс из контрольной группы состояние суставов значительной ухудшилось, болезнь достигла четвертой стадии.

«С самого первого раза, когда мы тестировали эту комбинацию лекарств на нескольких животных, мы увидели огромное улучшение. Мы продолжали проверять больше животных и получали одни и те же обнадеживающие результаты», — говорит Изабель Гильен-Гильен (Isabel Guillen-Guillen) из Института Солка и Католического университета Сан-Антонио-де-Мурсия.

Дальнейшие эксперименты выявили в клетках хрящевой ткани 136 генов, которые у крыс, получивших лечение, стали более активными, и 18 генов, активность которых уменьшилась по сравнению с контрольными крысами. Среди них были гены, участвующие в воспалении и иммунных реакциях, что указывает на некоторые пути, по которым работает комбинированное лечение.

Чтобы проверить, будет ли такой метод работать при лечении людей, исследователи обработали препаратами культуру хрящевых клеток сустава человека. Они обнаружили, что после этого содержание молекул, задействованных в делении клеток и формировании внеклеточного матрикса, повысилось. По словам ученых, это еще не доказывает действенность нового метода при лечении коленных суставов, но дает основание на нее надеяться.

Результаты работы были опубликованы в журнале Protein & Cell.