Теперь исследование ученых из Исследовательского института Скриппса (TSRI) объясняет, почему риск остеоартрита увеличивается с возрастом, и предлагает потенциальные возможности для разработки новых методов лечения для поддержания здоровья суставов.Результаты исследования показывают, что белки FOXO отвечают за поддержание здоровых клеток в хрящах наших суставов.«Мы обнаружили, что факторы транскрипции FoxO контролируют экспрессию генов, которые необходимы для поддержания здоровья суставов», — говорит Мартин Лотц, доктор медицины, профессор TSRI и старший автор исследования, опубликованного сегодня в журнале Science Translational Medicine. «Лекарства, которые повышают экспрессию и активность FoxO, могут стать стратегией профилактики и лечения остеоартрита».
Предыдущее исследование лаборатории Лотца показало, что с возрастом суставов уровень белков FoxO в хрящах снижается. Лотц и его коллеги также обнаружили, что люди с остеоартритом имеют более низкую экспрессию генов, необходимых для процесса, называемого аутофагией. Аутофагия («авто» означает «я» и «фагия» означает «есть») — это способ клетки удалять и перерабатывать свои собственные поврежденные структуры, чтобы оставаться здоровыми.
Для нового исследования исследователи использовали модели мышей с дефицитом FoxO в хряще, чтобы увидеть, как белки FoxO влияют на поддержание хряща на протяжении всей взрослой жизни.Исследователи заметили разительную разницу у мышей с «нокаутным» дефицитом FoxO.
Их хрящ дегенерировал в гораздо более молодом возрасте, чем у контрольных мышей. Мыши с дефицитом FoxO также имели более тяжелые формы посттравматического остеоартрита, вызванные повреждением мениска (травма колена), и эти мыши были более уязвимы к повреждению хряща во время бега на беговой дорожке.Виновник? Мыши с дефицитом FoxO имели дефекты аутофагии и механизмов защиты клеток от повреждения молекулами, называемыми оксидантами.
Специфично для хряща, мыши с дефицитом FoxO не вырабатывали достаточного количества лубрицина, смазочного белка, который обычно защищает хрящ от трения и износа. Этот недостаток лубрицина был связан с потерей здоровых клеток в хрящевом слое коленного сустава, называемом поверхностной зоной.Все эти проблемы сводились к тому, как белки FoxO работают как факторы транскрипции, регулирующие экспрессию генов.
Без белков FoxO экспрессия генов, связанных с воспалением, резко возрастает, вызывая боль, в то время как уровни генов, связанных с аутофагией, резко падают, оставляя клетки без возможности самовосстановления.«Механизмы домашнего хозяйства, которые поддерживают здоровье клеток, у этих мышей с нокаутом не работали», — объясняет Лотц.
Чтобы определить, имеет ли нацеливание на FoxO терапевтический эффект, исследователи использовали генетические подходы для увеличения экспрессии FoxO в клетках людей с остеоартритом и обнаружили, что уровни лубрицина и защитных генов вернулись к норме.Следующим шагом в этом исследовании является разработка молекул, усиливающих FoxO, и их тестирование на экспериментальных моделях остеоартрита.