STM: выявили ключевой молекулярный "двигатель" заболевания сухожилий
Боли в ахилловом сухожилии, "локоть теннисиста", "плечо пловца" или "колено прыгуна" хорошо знакомы не только профессиональным спортсменам, но и людям, ведущим активный образ жизни. Все эти состояния объединяет одно: они связаны с перегрузкой сухожилий и сопровождаются сильной болью. В медицине такие заболевания называют тендинопатиями. Ученые впервые выявили ключевой молекулярный "двигатель" тендинопатий — белок HIF1. Его активная часть работает как транскрипционный фактор, то есть управляет включением и выключением генов в клетках. Работа опубликована в журнале Science Translational Medicine (STM).
"Сухожилия по своей природе уязвимы к чрезмерным нагрузкам, — объяснил Йесс Снедекер, профессор ортопедической биомеханики в Швейцарской высшей технической школе Цюриха и Университетской клинике Бальгрист. — Они вынуждены выдерживать огромные усилия: вся сила мышц концентрируется в сравнительно тонких структурах, которые передают движение нашему скелету".
Ранее было известно, что уровень HIF1 повышен в поврежденных сухожилиях, но оставалось неясным, является ли это следствием болезни или ее причиной. Эксперименты на мышах и исследования клеток человеческих сухожилий показали: именно HIF1 запускает патологический процесс.
В опытах на животных ученые либо постоянно активировали HIF1, либо полностью отключали его. При постоянной активации белка заболевания сухожилий развивались даже без перегрузки. Напротив, при выключенном HIF1 тендинопатии не возникали даже при интенсивных нагрузках.
Как показали новые эксперименты с человеческими клетками, повышенный уровень HIF1 приводит к перестройке структуры сухожилия: в коллагеновых волокнах образуется больше поперечных сшивок.
"Это делает сухожилие более жестким и ломким, ухудшая его механические свойства", — объяснила Грета Москини, аспирантка и первый автор исследования. Кроме того, в ткань начинают прорастать сосуды и нервные волокна — вероятное объяснение сильной боли при тендинопатиях.
По словам Снедекера, работа подчеркивает критическую важность раннего лечения, особенно у молодых спортсменов. Повреждения, вызванные действием HIF1, со временем накапливаются и могут стать необратимыми. В таких случаях физиотерапия уже неэффективна, и единственным вариантом остается хирургическое удаление пораженной ткани.
Открытие роли HIF1 ставит вопрос о возможности медикаментозного лечения. Однако HIF1 играет важную роль и в других органах, помогая клеткам адаптироваться к нехватке кислорода. Полное подавление этого белка во всем организме может привести к серьёзным побочным эффектам.
Более перспективным направлением ученые считают поиск молекул, которые действуют "ниже по цепочке" — то есть регулируются HIF1, но более специфичны для сухожильной ткани. Именно этим исследователи планируют заняться дальше, надеясь в будущем создать более точные и безопасные методы лечения тендинопатий.