Несмотря на общепринятое мнение, хрящевая ткань суставов человека имеет потенциальную возможность регенерации с помощью процесса аналогичного тому, что развивается после травм у рыбок данио и саламандр. Ученые из Duke Health обнаружили такой потенциал у человека. В опубликованном в журнале Science Advances, исследовании ученые представили данные о механизме восстановления хряща, который по-видимому, более представлен в голеностопных суставах и в меньшей степени в бедренных. Результаты исследования могут привести к разработке новых методов лечения остеоартрита.
Как считает старший автор исследования, профессор Байерс Краус, понимание регенеративной способности тканей саламандры и определение недостающих у человека компонентов этого процесса позволит в будущем не только восстанавливать хрящевую ткань, но и конечности.
Краус с коллегами создали методику детекции возраста белков с помощи интегрированных в аминокислоты молекулярных часов, регулярно преобразующих формы.
Вновь создаваемые белки в ткани имеют мало аминокислотных преобразований, в то время как старые белки имеют их много. С помощью чувствительного метода масс-спектрометрии ученые смогли определить возраст основных белков хрящевой ткани.
Как оказалось, возраст белков зависит от локализации в организме. Наиболее молодой хрящ в голеностопе, затем в колене и в бедренном суставе. Такая корреляция между возрастом хряща человека и его локализацией согласуется с тем, как происходит регенерация у некоторых животных – регенерация происходит быстрее в дистальных отделах конечностей или в хвосте.
Полученные результаты позволяют объяснить причину того, что повреждения коленного или тазобедренного сустава требуют длительного восстановления и часто сопровождаются развитием артрита. В то же время, травмы лодыжки требуют меньшего времени для восстановления.
Исследователи также выяснили, что регулируют процесс регенерации молекулы микроРНК. Высокая активность микроРНК объясняет регенерацию конечностей, плавников или хвостов у некоторых животных, включая саламандр, ящериц и рыбок данио.
Молекулы микроРНК также были обнаружены у людей, что представляет собой эволюционный артефакт, обеспечивающий человеку способность к регенерации тканей суставов. Аналогично тому, что происходит у животных, отмечалась разная активность микроРНК более сильная дистально (в лодыжках), со снижением активности в проксимальной части конечности.
Исследователи считают, что разработки лекарств на основе микроРНК позволит замедлить или остановить развитие артроза.
