У людей, страдающих от воспаления головного мозга, часто развиваются мышечные расстройства. Однако иногда эти расстройства по неизвестным пока причинам оказываются не связанными с центральной нервной системой, несмотря на ее воспаление, особенно в случае с постковидным синдромом. Чтобы попытаться разгадать эту тайну, американские исследователи провели углубленное исследование на животных моделях заболевания — мухах и мышах. Ученые обнаружили, как специфический белок, интерлейкин-6 (IL-6), мигрирует из мозга в мышцы во время воспаления мозга и в конечном итоге нарушает работу мышц.
«Мы хотим понять очень глубокую мышечную усталость, связанную с некоторыми распространенными заболеваниями«, — сказал в пресс-релизе Аарон Джонсон, профессор биологии развития в Университете Вашингтона. Он предполагает, что «когда мы заболеваем, белки-посланники из мозга проходят через кровоток и снижают уровень энергии в скелетных мышцах». Так что это не просто отсутствие мотивации двигаться, потому что мы плохо себя чувствуем…«. «Эти процессы снижают уровень энергии в скелетных мышцах, уменьшая способность двигаться и нормально функционировать«, — добавляет он.
Поэтому, чтобы изучить и понять влияние стрессовых факторов центральной нервной системы на двигательную функцию, исследователи начали с моделирования трех различных моделей заболевания у плодовых мушек и мышей. Первой была бактериальная инфекция кишечной палочки, второй — вирусная инфекция SARS-CoV-2 (COVID-19), а последняя была основана на модели болезни Альцгеймера. После анализа они обнаружили, что воспалительные белки этих заболеваний вызывают накопление активных производных кислорода, или АПК, в мозге.
По словам исследователей, эти активные производные кислорода вызывают экспрессию цитокинового белка Unpaired 3 (Upd3) у мух и экспрессию IL-6 у мышей. Считается, что оба они ответственны за значительное снижение производства энергии в мышечных митохондриях путем активации мышечного пути JAK-STAT. «Upd3 и IL-6, полученные из центральной нервной системы, активировали JAK-STAT-путь в скелетных мышцах, что привело к мышечной дисфункции и нарушению двигательной функции«, — утверждают исследователи.
Новая надежда на лечение постковидного синдрома и хронической усталости
В своем исследовании, опубликованном в журнале Science Immunology, ученые обнаружили, что у мышей и мух с COVID-19-ассоциированными белками в мозге снижена функция мышц. По словам Джонсона, «мухи не лазали так хорошо, как должны были, а мыши не бегали так хорошо, как другие». Таким образом, им удалось установить, что интерлейкин-6, взаимодействуя с последствиями инфекции SARS-CoV-2, не позволяет мышцам получать нормальное количество энергии. «Наши наблюдения подчеркивают, что IL-6 может быть терапевтической мишенью для лечения мышечной дисфункции (в случае заболевания)«, — говорит команда.
Хроническая усталость — один из самых изнурительных симптомов длительно протекающего COVID. Судя по тому, что ученые смогли наблюдать в ходе своего исследования, блокирование процесса высвобождения IL-6, который затем активирует JAK-STAT-путь, потенциально может стать методом лечения мышечной усталости.
На самом деле уже существует несколько препаратов, одобренных Управлением по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств, которые направлены на блокирование этого пути. Так, ингибиторы JAK-STAT и несколько моноклональных антител против интерлейкина-6 уже одобрены для лечения артрита и других воспалительных заболеваний.
Ведущий автор исследования Шуо Янг, биолог по вопросам развития из Вашингтонского университета, вместе с коллегами также наблюдали аналогичные эффекты при воздействии на мозг белков, связанных с бактериями кишечной палочки, и белка бета-амилоида, вызывающего болезнь Альцгеймера. «Мы не знаем точно, почему мозг вырабатывает белковый сигнал, который так пагубно влияет на работу мышц при различных заболеваниях«, — говорит Джонсон. «Молекулярные пути, по которым нейровоспаление вызывает патологии за пределами центральной нервной системы, до сих пор плохо изучены«, — добавил он.
Исследователи считают, что им еще предстоит провести дополнительные исследования, чтобы лучше понять этот процесс и его последствия для организма в целом. «Тем временем мы надеемся, что наше исследование послужит стимулом для проведения дополнительных клинических исследований этого пути и определения того, смогут ли существующие методы лечения, блокирующие различные его части, помочь многим пациентам, страдающим от этого вида изнурительной мышечной усталости«, — заключает Джонсон.
