Naukowcy z Uniwersytetu Medycznego i Stomatologicznego w Tokio twierdzą, że zidentyfikowali lek, który naśladuje korzyści płynące z ćwiczeń na mięśnie i kości.
Układ mięśniowo-szkieletowy
Zdrowie mięśni i kości są ze sobą ściśle powiązane. Doskonałym przykładem są różne dystrofie mięśniowe: spowodowane chorobą wyniszczenie mięśni prowadzi do deformacji szkieletu, co skłania wielu pacjentów do poddania się operacjom ortopedycznym.
Starzenie się charakteryzuje również pogorszenie stanu mięśni (sarkopenia) i kości (osteoporoza), które często współistnieją. Zarówno w przypadku chorób układu mięśniowo-szkieletowego, jak i w przypadku starzenia się, ćwiczenia fizyczne są ważnym środkiem zapobiegającym dalszemu pogorszeniu, ale nie jest to rozwiązanie samo w sobie.
W tym badaniu naukowcy starali się zidentyfikować kandydatów na leki, których celem jest zarówno osłabienie kości, jak i mięśni związane z wiekiem. Zauważają, że większość leków jest opracowywana dla jednego lub drugiego, co powoduje, że ludzie przyjmują wiele leków jednocześnie (polifarmacja). Prowadzi to do słabego przestrzegania zaleceń i może również zwiększać ryzyko niepożądanych interakcji leków.
Czytaj: Serial „Wielka woda” o powodzi we Wrocławiu hitem Netflixa
Badanie kandydatów
Najpierw naukowcy stworzyli system badań przesiewowych leków, wykorzystując komórki budujące kości (osteoblasty), komórki degradujące kości (osteoklasty) i komórki mięśniowe (miocyty).
Uważa się, że aby był skuteczny w walce z sarkopenią, lek powinien promować produkcję miocytów. Tymczasem osteoporozie towarzyszy wysoka aktywność osteoklastów, powodująca szybką resorpcję kości oraz niska aktywność osteoblastów, powodująca powolne tworzenie się kości. Dlatego skuteczny lek powinien przywrócić równowagę między tymi dwoma typami komórek kostnych.
Wstępne badanie przesiewowe 296 związków przy użyciu miocytów pozwoliło naukowcom wybrać osiem, które najskuteczniej promowały proliferację i różnicowanie tych komórek. Wykazano, że te osiem związków również promuje wytwarzanie osteoblastów. Spośród tych ośmiu, jeden związek, locamidazol, miał najsilniejszy wpływ zarówno na miocyty, jak i osteoblasty, oprócz hamowania produkcji osteoklastów, więc został wybrany do dalszych eksperymentów.
Locamidazol, w skrócie LAMZ, jest w pewnym sensie cudem chemicznym.
Według badań opublikowanych w sierpniu w czasopiśmie medycznym Nature, LAMZ ma nie tylko zdolność do stymulowania wzrostu osteoblastów tworzących kości i komórek mięśniowych, ale także do hamowania tworzenia się osteoklastów, które niszczą kości i prowadzą do przewlekłych chorób jak osteoporoza.
Eksperymenty in vivo
Aby ocenić, czy locamidazol jest skuteczny u żywych zwierząt, japońscy naukowcy podawali locamidazol myszom laboratoryjnym raz dziennie, łącznie przez 14 dni. Pod koniec eksperymentu lek wykryto we krwi, mięśniach i kościach, bez wykrywalnego niekorzystnego wpływu na parametry hematologiczne.
Analiza histologiczna i behawioralna potwierdziła skuteczność locamidazolu w poprawie zdrowia mięśni i kości. Myszy w grupie locamidazolu nie tylko biegały na dłuższy dystans z mniejszą liczbą epizodów przypominających zmęczenie niż myszy kontrolne, ale także wykazywały lepszą siłę mięśni, powiększone włókna mięśniowe i gęstsze kości.
Następnie, aby odkryć molekularny mechanizm działania locamidazolu, naukowcy przeprowadzili analizę sekwencji RNA i odkryli, że grupa locamidazolu wykazuje silniejszą ekspresję genów mitochondrialnych niż grupa kontrolna. Wykazano wówczas, że PGC-1α jest ważnym mediatorem korzystnego wpływu locamidazolu na syntezę mitochondriów. Kolejna seria eksperymentów wykazała, że podobnie jak ćwiczenia, locamidazol stymuluje napływ wapnia do komórek mięśniowych i kostnych, indukując w ten sposób ekspresję PGC-1α i Mef2c.
Koniecznie zajrzyj na f7.pl
W końcowym zestawie eksperymentów naukowcy ocenili potencjał terapeutyczny locamidazolu przy użyciu mysiego modelu słabości mięśni i kości. W tym modelu myszy są zawieszone za ogony, tak aby ich tylne kończyny nie dotykały ziemi, co prowadzi do zaniku mięśni i kości z powodu nieużywania.
Zgodnie z poprzednimi eksperymentami, doustne podawanie locamidazolu zwiększyło szerokość włókien mięśniowych, masę i gęstość kości oraz ekspresję PGC-1α, łagodząc w ten sposób degradację kości i mięśni z powodu nieużywania. Co więcej, podawanie leku w postaci zastrzyków wykazało ten sam efekt.
„Z przyjemnością odkryliśmy, że myszy leczone LAMZ wykazywały większą szerokość włókien mięśniowych, większą maksymalną siłę mięśni, wyższy wskaźnik tworzenia kości i niższą aktywność resorpcji kości” – powiedział Takehito Ono, główny autor badania.
Słabość ruchowa spowodowana chorobami takimi jak osteoporoza jest jednym z głównych celów leków takich jak LAMZ, a wyniki wstępnych eksperymentów są bardzo zachęcające. Locamidazol podawany doustnie lub we wstrzyknięciu podskórnym „poprawiał mięśnie i kości myszy z wadami ruchu, jak twierdzi starszy autor badania Tomoki Nakashima.
Chociaż LAMZ może nie zapewnić ci wyrzeźbionego brzucha, o którym marzyłeś, naukowcy są przekonani, że może pomóc jako lek terapeutyczny dla pacjentów z zaburzeniami ruchu, takich jak osoby cierpiące na osteoporozę i sarkopenię.
Czytaj: Oznaki, że ktoś może cierpieć na osteoporozę
