Боль в спине знакома большинству людей, а одной из ее важных причин считается постепенное разрушение межпозвоночных дисков — естественных амортизаторов между позвонками.
Проблема в том, что сегодня лекарств, способных остановить или обратить этот процесс, нет. Единственным доступным долгосрочным методом лечения остается хирургическое вмешательство.
Новое исследование на рыбках данио-рерио показало, что в разрушении дисков может участвовать необычный процесс: из-за изменений активности генов в тканях позвоночника начинают накапливаться минералы. В результате они постепенно становятся аномально твердыми — словно кость появляется там, где ее быть не должно.
Исследователи из Эдинбургского и Бристольского университетов сосредоточились на гене, связанном с коллагеном девятого типа. Этот белок помогает соединять структурные волокна внутри межпозвоночных дисков, а предыдущие исследования неоднократно связывали нарушения соответствующего гена с ранними проблемами дисков.
Чтобы понять механизм болезни, ученые вывели рыбок, у которых не работала одна из копий этого гена.
С возрастом у животных начали появляться изменения, очень похожие на заболевание дисков у человека. Позвонки срастались между собой, а ткани между ними становились твердыми из-за накопления минеральных отложений.
Однако выяснилась важная деталь: минерализация начиналась не сразу.
Сначала разрушался поддерживающий каркас внутри развивающегося позвоночника. И только после этого в поврежденных областях начинали появляться минеральные отложения.
Затем ученые посмотрели, какие гены у таких рыб становились более или менее активными. Они обнаружили нарушения в переработке жиров, работе клеточного механизма, регулирующего рост, а также изменения процессов, связанных с фосфатами и сигналами витамина А.
Все эти механизмы ранее связывали с патологическим накоплением минералов.
Самая интересная часть эксперимента началась, когда исследователи попытались затормозить происходящее.
Один из бисфосфонатов — препаратов, уже применяемых для защиты костей при остеопорозе, — предотвратил накопление минералов в позвоночнике рыб.
Уменьшить сращивание позвонков удалось и другими способами. Оно становилось менее выраженным, если рыб получали меньше пищи или препараты, подавляющие обмен жиров.
По мнению авторов работы, особенно перспективными направлениями для поиска будущих лекарств могут оказаться контроль фосфатов и жировой обмен.
Исследование пока проводилось на рыбках данио-рерио, поэтому говорить о готовом лечении боли в спине у людей рано. Но ученые считают, что такая модель позволяет подробно изучать процессы, ведущие к разрушению дисков, и проверять потенциальные методы терапии.
Авторы отмечают, что десятилетиями при тяжелом заболевании межпозвоночных дисков фактически единственным долгосрочным решением оставалась операция. Теперь понимание того, почему ткани позвоночника начинают затвердевать, указывает сразу на несколько возможных способов замедлить этот процесс.
Особенно примечательно, что один из них связан не с совершенно новым веществом, а с препаратом, который уже применяется для лечения остеопороза.
Исследователи подчеркивают, что работы предстоит еще много. Но полученные результаты открывают несколько новых направлений для разработки лекарств против дегенерации межпозвоночных дисков — состояния, для которого до сих пор не существует медикаментозного способа остановить развитие болезни.
