S obzirom da globalna populacija brzo stari, sarkopenija, stanje koje pogađa milione starijih osoba i ozbiljno umanjuje njihov kvalitet života, postaje hitan problem javnog zdravlja. Sada, novo otkriće naučnika sa Medicinske škole Duke-NUS moglo bi dovesti do poboljšanih tretmana za ovo stanje.
U studiji, objavljenoj u časopisu Autofagija, naučnici su otkrili da nivoi određene vrste proteina, nazvanog DEAF1 (deformisani epidermalni autoregulatorni faktor-1), moraju da se održavaju u okviru optimalnih nivoa da bi se održala popravka i regeneracija mišića – proces. koji često postaje defektan sa starenjem ili kao posledica bolesti poput raka.
Ovaj uvid bi mogao dovesti do novih tretmana za stanja povezana sa degeneracijom mišića, kao što su sarkopenija i kaheksija.
Studija je istakla ulogu mišićnih matičnih ćelija, koje su važne za popravku i regeneraciju mišića. Ove specijalizovane ćelije zamenjuju mišićno tkivo koje je oštećeno ili izgubljeno nakon povrede ili stresa. Mišićne matične ćelije postaju manje efikasne sa godinama, doprinoseći gubitku mišića koji se vidi kod sarkopenije.
Istražujući ulogu DEAF1 u funkcionalnosti i regeneraciji mišićnih matičnih ćelija, istraživači su otkrili da DEAF1 reguliše autofagiju, vitalni proces koji omogućava ćelijama da eliminišu i recikliraju oštećene komponente. Da bi se održalo zdravlje mišića, neophodna je efikasna autofagija u mišićnim matičnim ćelijama. Studija pokazuje da je DEAF1 ključan u upravljanju ovim procesom.
Dr Goh Kah Iong, naučni saradnik na programu za biologiju raka i matičnih ćelija na Duke-NUS-u, koji je koautor ove studije zajedno sa doktorom Duke-NUS integrisane biologije i medicine. Kandidat za program, gospođa Lee Ven Ksing, objasnila je: „Kada su nivoi DEAF1 ili previsoki ili preniski, to remeti ovaj kritični proces čišćenja u našim ćelijama. Povišeni nivoi DEAF1 inhibiraju autofagiju, uzrokujući da se oštećeni proteini akumuliraju u mišićnim matičnim ćelijama, što dovodi do do smrti ćelije.
„S druge strane, nedovoljni nivoi DEAF1 rezultiraju prekomernom autofagijom, narušavajući mišićne ćelije narušavajući njihovu sposobnost da se poprave i prežive. Održavanje uravnoteženog nivoa DEAF1 je od suštinskog značaja za zdravlje mišića i efikasnu regeneraciju.“
Dok starost smanjuje popravku i održavanje mišića, smanjenje nivoa DEAF1 može vratiti ravnotežu podstičući proces čišćenja ćelija, čime se povećava preživljavanje mišićnih matičnih ćelija i sposobnost stvaranja novog mišićnog tkiva. Ovo bi moglo suprotstaviti neke od štetnih efekata starenja na mišićno tkivo, potencijalno smanjiti gubitak mišića i poboljšati opšte zdravlje mišića.
Takav tretman bi prilagodio DEAF1 korisnim nivoima za starije osobe koje se bore sa sarkopenijom, uobičajenim poremećajem povezanim sa uzrastom koji karakteriše postepen i progresivan gubitak mišićne mase i snage.
Sarkopenija značajno utiče na sposobnost osobe da obavlja svakodnevne aktivnosti, smanjujući mobilnost i nezavisnost. Pored toga, povećava osetljivost na padove i prelome i povećava ukupnu slabost.
Docent Tang Hong-Ven iz programa za biologiju raka i matičnih ćelija na Duke-NUS-u, viši autor studije i prvi dobitnik nagrade Diana Koh Innovative Cancer Research Fund, primetio je: „I DEAF1 i mišićne matične ćelije su regulisane grupa proteina zvanih FOKSO u mišićnim matičnim ćelijama, FOKSO deluju kao ključni uzvodni regulator DEAF1 za održavanje odgovarajućih nivoa, što je kritično za balansiranje autofagije.
Međutim, FOKSO aktivnost može da se smanji kako ljudi stare, narušavajući ravnotežu DEAF1 i dovodeći do poremećene popravke i regeneracije mišića. Intrigantno, pokazalo se da pretklinička ispitivanja sa FOKSO aktivatorima vraćaju ravnotežu DEAF1 i poboljšavaju regeneraciju mišića, posebno sa godinama.
Strategije usmerene na modifikaciju nivoa DEAF1 takođe mogu koristiti pacijentima sa rakom koji pate od kaheksije, ozbiljnog stanja koje karakteriše značajno trošenje mišića. Kaheksija se razlikuje od sarkopenije po tome što je povezana sa hroničnim bolestima poput raka i uključuje različite osnovne mehanizme. Prema tome, strategije lečenja treba da se bave specifičnim biološkim putevima povezanim sa svakim stanjem.
Studija je pokazala da povišeni nivoi FOKSO proteina u kaheksiji dovode do smanjenja nivoa DEAF1, što zauzvrat stimuliše autofagiju. Međutim, za razliku od sarkopenije, gde povećana autofagija može pomoći popravku mišića, višak autofagije u kaheksiji pogoršava gubitak mišića. U kaheksiji, naprotiv, povećanje nivoa DEAF1 može potencijalno usporiti gubitak mišića, čime se poboljšavaju ishodi pacijenata i kvalitet života.
Uprkos tome što se gubitak mišića primećuje i kod sarkopenije i kod kaheksije, fundamentalni mehanizmi koji leže u osnovi ovih stanja su potpuno različiti.
Profesor Patrick Tan, viši prodekan za istraživanje u Duke-NUS, dodao je: „Razumevanje ovih razlika je ključno za razvoj ciljanih tretmana koji se posebno bave specifičnim osnovnim uzrokom gubitka mišića u različitim stanjima. Kako globalna populacija stari i hronične bolesti poput rak postaje sve rasprostranjeniji, ovi uvidi će biti od suštinskog značaja za poboljšanje zdravstvenih ishoda i kvaliteta života onih koji su pogođeni ovim izazovnim uslovima.“
Istraživači takođe istražuju ulogu DEAF1 u drugim tkivima u nadi da će otkriti nove uvide koji bi mogli dovesti do inovativnih tretmana za druga zdravstvena stanja.
