Учёные нашли способ восстановить хрящевую ткань в стареющих коленных суставах мышей, заблокировав белок 15-PGDH, уровень которого увеличивается с возрастом. Эксперимент не только устранил естественное истончение хряща у пожилых животных, но и снизил риск артрита после травм, похожих на разрыв передней крестообразной связки у людей.
Результаты работы, опубликованной в журнале Science, подтвердились и на образцах человеческой ткани. Хрящ, полученный во время операций по замене коленного сустава, после воздействия препарата начал формировать новую функциональную ткань. Исследование провели специалисты Стэнфордской медицины при участии учёных Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute.
Белок 15-PGDH исследователи называют герозимом — ферментом, содержание которого возрастает с годами и способствует снижению функций тканей. В коленном хряще старых мышей его уровень оказался примерно вдвое выше, чем у молодых животных. После введения небольшого препарата, блокирующего 15-PGDH, хрящ стал толще по всей поверхности сустава и формировал именно гиалиновую ткань, необходимую для плавного движения костей, а не менее подходящий волокнистый хрящ.
Остеоартрит развивается, когда хрящ постепенно разрушается из-за старения, травм или избыточного веса. Заболевание сопровождается болью, отёком и ограничением подвижности; в США оно затрагивает примерно каждого пятого взрослого и ежегодно обходится системе здравоохранения примерно в 65 млрд долларов прямых расходов. Современные методы в основном уменьшают симптомы, а при тяжёлом поражении сустава пациенту может потребоваться операция, поскольку надёжного лекарства, способного остановить или обратить остеоартрит, пока нет.
Учёные установили, что восстановление происходило не за счёт стволовых клеток. Уже существующие хондроциты — клетки хряща — меняли активность генов и переходили в более молодое состояние. Доля клеток, связанных с разрушением ткани, снизилась с 8% до 3%, а количество клеток с признаками формирования волокнистого хряща — с 16% до 8%; при этом группа, участвующая в создании гиалинового хряща и поддержании межклеточного матрикса, выросла с 22% до 42%.
Отдельно препарат проверили после повреждения передней крестообразной связки. Мыши получали ингибитор 15-PGDH дважды в неделю на протяжении четырёх недель, и у них значительно реже развивался остеоартрит; животные также лучше двигались и сильнее опирались на повреждённую лапу. В образцах человеческого хряща после недели лечения уменьшилось число клеток с 15-PGDH, снизилась активность генов, связанных с разрушением ткани, и началось восстановление суставного хряща, однако безопасность и эффективность метода для людей ещё предстоит проверить в специальных клинических испытаниях.