Учёные нашли неожиданный белок, лишающий мышцы энергии при постковидном синдроме

У людей с воспалением головного мозга нередко развиваются мышечные нарушения. Но иногда эти проблемы, как ни странно, не связаны напрямую с центральной нервной системой — даже при её воспалении. Особенно это заметно при постковидном синдроме. Чтобы разобраться в этом феномене, американские учёные провели серию экспериментов на животных моделях — плодовых мушках и мышах.

Интерлейкин-6 и его роль в мышечной дисфункции

Исследователи выяснили, что во время воспаления мозга особый белок, интерлейкин-6 (IL-6), способен мигрировать из мозга в мышцы, нарушая их работу.

"Мы хотим понять очень глубокую мышечную усталость, связанную с некоторыми распространёнными заболеваниями", — говорит профессор биологии развития Университета Вашингтона Аарон Джонсон.

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.

Модели заболеваний и ключевые открытия

Учёные смоделировали три заболевания:

• бактериальную инфекцию кишечной палочки,
• вирусную инфекцию SARS-CoV-2 (COVID-19),
• болезнь Альцгеймера.

Анализ показал, что воспалительные белки этих болезней вызывают накопление активных форм кислорода (АФК) в мозге. Это, в свою очередь, приводит к выработке цитокинов — у мух это Unpaired 3 (Upd3), у мышей — IL-6. Оба белка активируют мышечный путь JAK-STAT, что резко снижает производство энергии в митохондриях и ухудшает двигательную функцию.

"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", — отмечают исследователи.

COVID-19 влияет на мышцы

В опубликованной в журнале Science Immunology работе показано, что у животных с COVID-19, у которых в мозге присутствует IL-6, снижается мышечная активность.
"Мухи не лазали так хорошо, как должны были, а мыши не бегали так хорошо, как другие", — рассказывает Джонсон. Таким образом, IL-6, взаимодействуя с последствиями SARS-CoV-2, фактически лишает мышцы нормального энергетического снабжения.

Возможности лечения

Команда учёных считает, что IL-6 может стать ключевой терапевтической мишенью при лечении мышечной дисфункции. Уже существуют препараты — ингибиторы JAK-STAT и моноклональные антитела против IL-6, одобренные FDA для лечения артрита и других воспалительных заболеваний.

Ведущий автор работы Шуо Янг (Вашингтонский университет) отмечает, что аналогичный эффект был обнаружен и при воздействии белков, связанных с кишечной палочкой, и при бета-амилоидном белке, вызывающем болезнь Альцгеймера.

Открытые вопросы и планы на будущее

"Мы не знаем точно, почему мозг вырабатывает белковый сигнал, который так пагубно влияет на работу мышц при различных заболеваниях", — говорит Джонсон.

Учёные планируют продолжить исследования, чтобы лучше понять этот процесс и его последствия.
Исследование послужит стимулом для проведения дополнительных клинических испытаний и проверки того, могут ли уже существующие методы блокировки этого пути помочь многим пациентам, страдающим от изнурительной мышечной усталости.

Уточнения

COVID-19 — потенциально тяжёлая острая респираторная инфекция, вызываемая коронавирусом.