Fibrodysplasia ssificans progressiva (FOP) to rzadka choroba charakteryzująca się nadmiernym wzrostem kości poza normalnym szkieletem, która uniemożliwia normalne reakcje organizmu nawet na drobne urazy

Powoduje to, że niektórzy nazywają „drugi szkielet”, który blokuje ruchy stawów i może utrudniać oddychanie.

Jednak nowe badania na myszach przeprowadzone przez zespół z Perelman School of Medicine na University of Pennsylvania pokazują, że tworzenie się pozaszkieletowej kości może nie być jedynym czynnikiem wywołującym chorobę.

Upośledzona i nieefektywna regeneracja tkanki mięśniowej wydaje się otwierać drogę do tworzenia się niechcianej kości w obszarach, w których po urazach powinien powstać nowy mięsień.

To odkrycie otwiera możliwość poszukiwania nowych terapii FOP i zostało opublikowane dzisiaj w NPJ Regenerative Medicine

„Chociaż poczyniliśmy wielkie postępy w kierunku lepszego zrozumienia tej choroby, ta praca pokazuje, w jaki sposób podstawowa biologia może zapewnić wspaniały wgląd w odpowiednie terapie medycyny regeneracyjnej” – powiedział główny autor badania, dr Foteini Mourkioti, adiunkt w dziedzinie chirurgii ortopedycznej i komórkowej oraz Biologia Rozwojowa, a także współdyrektor Penn Institute for Regenerative Medicine, Musculoskeletal Program.

„Z laboratorium jesteśmy teraz w stanie pokazać, że istnieje potencjał dla zupełnie nowej dziedziny terapii dla pacjentów z tym wyniszczającym stanem”.

Około 15 lat temu naukowcy z Penn – w tym współautorka tego badania, dr Eileen Shore, profesor chirurgii ortopedycznej i genetyki oraz współdyrektor Centrum Badań nad FOP i Zaburzeniami Pokrewnymi – odkryli, że mutacja w Za FOP odpowiadał gen ACVR1.

W tym badaniu zespół odkrył, że mutacja zmieniła komórki w mięśniach i tkankach łącznych, błędnie kierując komórki w tkance tak, aby zachowywały się jak komórki kostne, co skutkuje powstaniem nowej i niepotrzebnej kości pozaszkieletowej w ciele.

„Jednakże w ostatnich latach intensywnie prowadzono badania nad tym, jak mutacja FOP zmienia regulację decyzji dotyczących losu komórek, niewiele uwagi poświęcono skutkom mutacji genetycznej na mięśnie i jej wpływowi na komórki, które naprawiają uszkodzenia mięśni. – powiedział Shore.

„Byliśmy przekonani, że prowadzenie badań w tym obszarze może dostarczyć wskazówek nie tylko dotyczących zapobiegania tworzeniu się dodatkowych kości, ale także poprawy funkcji mięśni i regeneracji, przynosząc nową przejrzystość FOP jako całości”.

Naukowcy zbadali mięśnie myszy z tą samą mutacją w genie ACVR1, co osoby z FOP

Skupili się na dwóch konkretnych typach komórek macierzystych tkanki mięśniowej: prekursorach fibro-adipogenetycznych (FAP) i komórkach macierzystych mięśni (MuSC).

Zazwyczaj naprawa uszkodzeń mięśni wymaga starannego zrównoważenia tych dwóch typów komórek.

Uszkodzona tkanka reaguje ekspansją komórek FAP, które są przypisane do rekrutacji komórek macierzystych mięśni, które zregenerują uszkodzoną tkankę mięśniową.

Po około trzech dniach FAPs wymierają, ich praca została wykonana.

W tym samym czasie MuSC przechodzą w bardziej dojrzały, zróżnicowany stan, zwany włóknem mięśniowym, niezbędny do zorganizowanego ruchu naszych mięśni.

U myszy z mutacją ACVR1, którą badali Mourkioti, Shore i ich współautorzy, apoptoza – proces, w którym komórki FAP umierają w ramach prawidłowej regeneracji mięśni – uległa znacznemu spowolnieniu, prowadząc do wysokiej obecności FAP w porównaniu z normalnym długość życia.

To zmieniło ich równowagę z MuSCs.

Uszkodzona tkanka wykazała również zmniejszoną zdolność dojrzewania komórek macierzystych mięśni, w wyniku czego włókna mięśniowe były znacznie mniejsze u myszy z mutacją ACVR1 w porównaniu z włóknami mięśniowymi u myszy bez mutacji.

„Długotrwałe utrzymywanie się chorych FAP w regenerującym się mięśniu przyczynia się do zmiany środowiska mięśniowego w FOP, co zmniejsza regenerację mięśni i pozwala, aby nadmiar FAP przyczyniał się do tworzenia kości pozaszkieletowych” – powiedział Mourkioti.

„To zapewnia zupełnie nowe spojrzenie na to, jak powstaje nadmiar kości pozaszkieletowej – i jak można temu zapobiegać”.

Obecne cele leczenia FOP koncentrują się na spowolnieniu wzrostu kości poza szkieletem

Badania te mogą wskazać nowy, kluczowy kierunek.

„Proponujemy, aby interwencje terapeutyczne uwzględniały promowanie potencjału regeneracyjnego mięśni wraz z redukcją ektopowego tworzenia kości” – napisali Shore i Mourkioti.

„Odnosząc się zarówno do populacji komórek macierzystych, jak i ich roli w powstawaniu FOP, istnieje możliwość znacznie ulepszonych terapii”.

Badanie było wspierane przez National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases (R01-AR041916-15S1, F31-AR069982), National Institutes of Health (R01-AR071399, NIH P30-AR069619) oraz International Fibrodysplasia Ossificans Progressiva Association (IFOPA).

Inni autorzy w badaniu to Alexandra Stanley, Elisia Tichy, Jacob Kocan i Douglas Roberts.

Czytaj także:

Emergency Live jeszcze bardziej…Live: Pobierz nową darmową aplikację swojej gazety na iOS i Androida

Zespół niespokojnych nóg: co to jest i jak go leczyć

Rzadkie choroby: zespół Bardeta Biedla

Rzadkie choroby: pozytywne wyniki badania III fazy dotyczącego leczenia idiopatycznej hipersomnii

Źródło:

Penn Medicine