Ученые МарГУ и ИТЭБ РАН выявили особенности функционирования митохондрий скелетных мышц при дистрофии Дюшенна

Нервно-мышечные заболевания, в частности, обусловленные генетическими дефектами миопатии, являются наиболее частыми и нередко фатальными наследственными заболеваниями человека. Одной из таких патологий является прогрессирующая мышечная дистрофия Дюшенна.

Причиной этого заболевания является мутация в гене дистрофина, расположенного на X-хромосоме. В результате мутаций нарушаются экспрессия, структура и функция белка дистрофина, который принимает участие в образовании сложной функциональной сети, необходимой для поддержания структуры мышечной клетки. Это приводит к развитию симптомов, затрагивающих экспрессирующие данный белок ткани: прогрессирующей мышечной слабости, кардиомиопатии и умственной отсталости.

Считается, что развитие внутриклеточных патологических процессов при дистрофии Дюшенна связано с дисфункцией митохондрий, которые являются основными регуляторами внутриклеточного гомеостаза ионов кальция. Ученые Марийского государственного университета совместно с коллегами из Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ) РАН при поддержке Российского научного фонда (проект № 18-75-00011) изучили процессы, связанные с нарушением регуляции кальция в митохондриях скелетных мышц модельных мышей, страдающих этим заболеванием. Результаты исследования опубликованы в журнал Biochimica et Biophysica Acta — Molecular Basis of Disease.

Оказалось, что при развитии мышечной дистрофии Дюшенна в митохондриях скелетных мышц происходят глубокие структурные и функциональные перестройки систем, ответственных за транспорт ионов кальция. Такие перестройки приводят к снижению эффективности поглощения и депонирования ионов кальция органеллами. При этом митохондрии таких животных также становятся менее устойчивыми к индукции кальций-зависимой поры, что негативно влияет на их функциональную активность и увеличивает вероятность запуска процессов клеточной гибели.

Первый автор статьи, доцент кафедры биохимии, клеточной биологии и микробиологии ИЕНиФ, кандидат биологических наук Дубинин Михаил Васильевич резюмирует: «Обнаруженные изменения в работе кальций-транспортирующих систем митохондрий скелетных мышц при дистрофии Дюшенна, по всей видимости, способствуют увеличению уровня свободного внутриклеточного кальция в мышечной ткани, что значительно ускоряет развитие этого заболевания». Ученые полагают, что кальций-транспортирующие системы митохондрий могут быть использованы в качестве мишеней, воздействуя на которые возможно корректировать протекание этого нервно-мышечного заболевания. Это позволит разработать новые подходы к терапии этой тяжелой болезни.

Фото: МарГУ