Jak białe krwinki ograniczają regenerację mięśni

Jak białe krwinki ograniczają regenerację mięśni

Anonim

Naukowcy zidentyfikowali białko wytwarzane przez białe krwinki, które hamuje naprawę mięśni po urazie.

Poprzez usunięcie białka CD163 z myszy, naukowcy z Emory University School of Medicine mogliby wzmocnić naprawę mięśni i odzyskanie przepływu krwi po urazie niedokrwiennym (uszkodzenie spowodowane ograniczeniem przepływu krwi).

Odkrycia wskazują na cel dla potencjalnych terapii mających na celu wzmocnienie regeneracji mięśni. Rozpad mięśni występuje w odpowiedzi na uraz lub brak aktywności - na przykład podczas unieruchamiania w gipsie - oraz w kilku chorobach, takich jak cukrzyca i rak.

Wyniki mają zostać opublikowane przez Nature Communications 5 sierpnia.

CD163 był znany naukowcom, głównie jako cząsteczka zaangażowana w oczyszczanie z organizmu nadmiaru hemoglobiny, ale jej rola w regulacji naprawy mięśni nie była, mówi starszy autor Aloke Finn, MD, adiunkt medycyny (oddział kardiologii) w Emory University School Medycyny.

Myszy z brakiem CD163 wykazały zwiększony przepływ krwi i naprawę mięśni, w porównaniu z kontrolą, po urazie pochodzącym z ograniczenia przepływu krwi w jednej nodze. Badając myszy pozbawione CD163, Finn i jego współpracownicy byli zaskoczeni stwierdzeniem, że naczynia krwionośne i włókna mięśniowe również urosły znacznie (około 10 procent) w nieuszkodzonych nogach.

"Byliśmy zaskoczeni" - mówi Finn. "Dlaczego coś, co zrobiliśmy, co spowodowało uraz jednej nogi, pomogłoby tkance w drugiej nodze zregenerować się, gdy nie doznało urazu?"

Potencjalnie naukowcy mogliby próbować osiągnąć efekt usuwania CD163 u ludzi, dając pacjentom przeciwciało przeciw CD163, ale potrzebne są dalsze badania, aby wiedzieć, jak to może działać. Stwierdzono, że poziomy CD163 zwiększają się u starzejących się ludzi w wielu badaniach.

Finn i jego współpracownicy stwierdzili, że makrofagi, które są rodzajem białych krwinek, wydają się uwalniać rozpuszczalną postać CD163 w odpowiedzi na uraz. We krwi CD163 wchłania się i przeciwdziała innym białkom zwanym TWEAK, które stymulują komórki mięśniowe do namnażania.

W przypadku braku CD163, TWEAK może mieć większy efekt i może najwyraźniej stymulować wzrost mięśni z dala od miejsca zranienia. Po podaniu do normalnej myszy, TWEAK nie ma żadnego wpływu na wzrost mięśni, prawdopodobnie z powodu krążącego CD163.

Naukowcy badający komórki mięśniowe byli zainteresowani TWEAK od kilku lat, ale niektóre badania sugerują, że TWEAK negatywnie reguluje regenerację mięśni - przeciwieństwo tego, co zaobserwował zespół Finna. Aby udowodnić, że TWEAK był potrzebny do dodatkowej naprawy u myszy pozbawionych CD163, naukowcy z Emory wykazali, że jeśli wstrzyknęli przeciwciało przeciw TWEAK, usuwając je z krwi, wyeliminowali dodatkową aktywność naprawczą.

"Myślę, że nasze wyniki pokazują specyficzny mechanizm regeneracji mięśni TWEAK może być czynnikiem sprzyjającym regeneracji" - mówi Finn - "ale jego efekty muszą być przejściowe i ograniczone".

TWEAK jest uważany za przekazujący sygnały zapalne, ponieważ aktywuje główny regulator stanu zapalnego o nazwie NF-kB. Podczas gdy przewlekły stan zapalny jest zły dla wzrostu mięśni, u myszy z brakiem CD163 sygnały pochodzące ze zwiększonego TWEAK są pomocne w regeneracji.

"Uraz niedokrwienny to sytuacja, w której TWEAK może stymulować proliferację komórek progenitorowych mięśni" - mówi Finn. "Ale jeśli masz dużo TWEAK przez cały czas, komórki mięśniowe nie wiedzą, kiedy nadszedł czas na różnicowanie i dojrzewanie."

Wykazano również, że TWEAK jest połączony z regeneracją wątroby i udarem. Finn mówi, że jego zespół bada obecnie wpływ CD163 na miażdżycę.