Против рака и саркопении

Мышечные стволовые клетки, которые генерируют новые мышечные клетки после травмы или физической нагрузки, с возрастом теряют свою эффективность. Исследователи из Стэнфордского медицинского университета показали, что старые мыши восстанавливают силу мышц до уровня молодых животных после получения лечения антителами, которые блокируют путь, опосредованный гликопротеином CD47.

CD47, или молекула «не ешь меня», более известен как мишень для иммунотерапии рака, чем для регенерации мышц. Он в большом количестве определяется на поверхности раковых клеток, защищая их от иммунных клеток, которые патрулируют организм в поисках дисфункциональных или атипичных клеток. Оказалось, что старые мышечные стволовые клетки могут использовать аналогичный подход, чтобы избежать уничтожения иммунной системой.

Новаторская техника

Известно, что мышечные стволовые клетки с возрастом теряют способность к быстрому делению в ответ на травму или физическую нагрузку. Причина этого явления была плохо изучена, так как выделить различные субпопуляции этих клеток для изучения крайне трудно. Эрмелинда Порпилья и соавторы использовали метод одноклеточной массовой цитометрии для выявления субпопуляций мышиных мышечных стволовых клеток, поверхностные маркеры которых меняются пропорционально возрасту животных.

Мембранный гликопротеин CD47 был обнаружен в высокой концентрации на поверхности одних мышечных стволовых клеток и в более низкой концентрации на поверхности других. У более старых животных преобладают богатые CD47 клетки.

Это открытие было неожиданным, потому что CD47 в первую очередь известен как иммунорегулятор. Но, подобно раковым клеткам, старые стволовые клетки могут использовать сигнал CD47 «не ешь меня», чтобы избежать атаки иммунной системы.

Исследователи обнаружили, что высокий уровень CD47 на поверхности мышечных стволовых клеток коррелируют со снижением их функции. Эти клетки были менее способны к закреплению и образованию новых мышц при трансплантации в мышцы ног других мышей по сравнению с клетками с более низким уровнем CD47.

Дальнейшие исследования показали, что белок тромбоспондин, который связывается с CD47 на поверхности мышечных стволовых клеток, подавляет активность мышечных стволовых клеток. Тромбоспондин накапливается в скелетных и сердечных мышечных клетках с возрастом, но его экспрессия в скелетных мышцах снижается после физической нагрузки.

Антитела, распознающие тромбоспондин и блокирующие его способность связываться с CD47, резко меняют активность мышечных стволовых клеток: клетки, выделенные от старых животных, делились более устойчиво при выращивании в присутствии антител, а когда антитела вводили в мышцы ног старых мышей, у животных развились более крупные и сильные мышцы, чем у контрольных животных. Антитела помогали старым животным восстанавливаться после травмы аналогично более молодым мышам и быстрее, старые животные, получавшие плацебо.

Антитела к тромбоспондину не оказывали никакого эффекта на мышей с нокаутированным геном, кодирующим CD47, что указывает на решающее значение взаимодействия CD47 с тромбоспондином для активности мышечных стволовых клеток в ответ на старение или травматическое повреждение.

Потенциал для восстановления мышц

Лечение антитромбоспондиновыми антителами – это локальный и временный способ активировать мышечные стволовые клетки у экспериментальных животных. Возможно, когда-нибудь введение антител к тромбоспондину в определенные участки тела будет восстанавливать мышечную ткань у пожилых людей или пациентов с мышечной слабостью, вызванной болезнью или хирургическим вмешательством.

Исследование указывает на важную роль CD47 в нескольких биологических процессах. Планируется выяснить, будут ли антитела, блокирующие сигнал «не ешь меня» от CD47, стимулировать иммунную систему для удаления старых, нефункциональных мышечных стволовых клеток.

Осталось неясным, блокирует ли также иммунотерапия рака, нацеленная на CD47, путь тромбоспондина. Если это так, то вполне возможно, что антитела против CD47 могут предотвращать кахексию – истощение мышечной ткани, которое обычно развивается у онкологических больных.

Статья E.Porpiglia et al. Elevated CD47 is a hallmark of dysfunctional aged muscle stem cells that can be targeted to augment regeneration опубликована в журнале Cell Stem Cell.

Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Stanford Medicine: Old mice regain leg strength after antibody treatment, Stanford Medicine researchers find.