עם הזדקנות האוכלוסייה העולמית במהירות, סרקופניה, מצב המשפיע על מיליוני קשישים ומפחית מאוד את איכות חייהם, מתגלה כבעיה דחופה בבריאות הציבור. כעת, תגלית חדשה של מדענים בבית הספר לרפואה Duke-NUS עשויה להוביל לשיפור הטיפולים במצב.
במחקר, שפורסם בכתב העת אוטופגיההמדענים מצאו שרמות של סוג מסוים של חלבון, הנקרא DEAF1 (Deformed epidermal autoregulatory factor-1), צריכות להישמר ברמות אופטימליות כדי לקיים תיקון והתחדשות שרירים – תהליך שלעתים קרובות הופך לפגום עם ההזדקנות, או כתוצאה ממחלות כמו סרטן. תובנה זו יכולה להוביל לטיפולים חדשים במצבים הקשורים לניוון שרירים, כגון סרקופניה וקצ'קסיה.
המחקר הדגיש את תפקידם של תאי גזע שרירים, החשובים לשיקום והתחדשות השרירים. תאים מיוחדים אלו מחליפים רקמת שריר שנפגעה או אבדה לאחר פציעה או מתח. תאי גזע שרירים הופכים פחות יעילים עם הגיל, ותורמים לאובדן השריר הנראה בסרקופניה.
בחקירת תפקידו של DEAF1 בפונקציונליות ובהתחדשות של תאי גזע שרירים, החוקרים מצאו כי DEAF1 מווסת אוטופגיה, תהליך חיוני המאפשר לתאים לחסל ולמחזר רכיבים פגומים. כדי לשמור על בריאות השריר, חיונית אוטופגיה יעילה בתאי גזע שריר. המחקר מראה כי ל-DEAF1 יש חשיבות מכרעת בניהול תהליך זה.
ד"ר Goh Kah Yong, עמית מחקר בתוכנית לביולוגיה של סרטן ותאי גזע ב-Duke-NUS, שהוא הכותב הראשון של מחקר זה יחד עם המועמדת לתוכנית הדוקטורט לביולוגיה ורפואה של Duke-NUS, גב' לי וון שינג, הסביר:
"כאשר רמות DEAF1 גבוהות מדי או נמוכות מדי, זה משבש את תהליך הניקוי הקריטי הזה בתאים שלנו. רמות DEAF1 מוגברות מעכבות אוטופגיה, וגורמות להצטברות של חלבונים פגומים בתאי גזע שריר, מה שמוביל למוות תאים. מצד שני, רמות DEAF1 לא מספקות גורמות לעודף אוטופגיה, פגיעה בתאי השריר על ידי שיבוש יכולתם לתקן ולשרוד שמירה על רמה מאוזנת של DEAF1 חיונית לבריאות השרירים ולהתחדשות יעילה.
בעוד שהגיל מקטין את תיקון השרירים ותחזוקת השרירים, ירידה ברמות DEAF1 עשויה להחזיר את האיזון על ידי הגברת תהליך הניקוי הסלולרי, ובכך לשפר את ההישרדות של תאי גזע השרירים והיכולת ליצור רקמת שריר חדשה. זה יכול לנטרל חלק מההשפעות השליליות של ההזדקנות על רקמת השריר, עלולה להפחית את אובדן השרירים ולשפר את בריאות השרירים הכללית. טיפול כזה יתאים את DEAF1 לרמות מועילות עבור מבוגרים הנאבקים בסרקופניה, הפרעה נפוצה הקשורה לגיל המאופיינת באובדן הדרגתי ומתקדם של מסת שריר וחוזק.
סרקופניה משפיעה באופן משמעותי על יכולתו של אדם לבצע פעולות יומיומיות, ומפחיתה את הניידות והעצמאות. בנוסף, הוא מגביר את הרגישות לנפילות ושברים ומגביר את השבריריות הכללית.
עוזר פרופסור טאנג הונג-ון מהתכנית לביולוגיה של סרטן ותאי גזע ב-Duke-NUS, מחבר בכיר של המחקר והמקבל הראשון בפרס Diana Koh Innovative Cancer Research Fund, ציין:
"הן DEAF1 והן תאי גזע השריר מוסדרים על ידי קבוצת חלבונים הנקראת FOXOs. בתאי גזע שרירים, FOXOs פועלים כמווסת מפתח במעלה הזרם של DEAF1 כדי לשמור על רמות מתאימות, דבר שהוא קריטי לאיזון האוטופגיה".
עם זאת, פעילות FOXO יכולה לרדת ככל שאנשים מתבגרים, לשבש את איזון DEAF1 ולהוביל לפגיעה בשיקום והתחדשות השרירים. באופן מסקרן, ניסויים פרה-קליניים עם מפעילי FOXO הוכחו כמחזירים את איזון DEAF1 ומשפרים את התחדשות השרירים, במיוחד עם הגיל.
ניהול אובדן שרירים הקשור לקכקסיה
אסטרטגיות שמטרתן לשנות את רמות DEAF1 עשויות להועיל גם לחולי סרטן הסובלים מקצ'קסיה, מצב חמור המאופיין בדלדול שרירים משמעותי. Cachexia שונה מסרקופניה בהיותה קשורה למחלות כרוניות כמו סרטן, וכוללת מנגנונים בסיסיים שונים. לכן, אסטרטגיות טיפול צריכות להתייחס למסלולים הביולוגיים הספציפיים הקשורים לכל מצב.
המחקר הראה שרמות גבוהות של חלבון FOXO בקצ'קסיה מובילות להפחתת רמות DEAF1, אשר בתורן מעוררות אוטופגיה. עם זאת, שלא כמו בסרקופניה, שבה אוטופגיה מוגברת עשויה לסייע בתיקון השרירים, עודף אוטופגיה בקכקסיה מחמירה את בזבוז השרירים. ב- cachexia, לעומת זאת, הגדלת רמות DEAF1 עלולה להאט את אובדן השרירים, ובכך לשפר את תוצאות המטופל ואיכות החיים.
למרות אובדן שרירים שנצפה הן בסרקופניה והן בקצ'קסיה, המנגנונים הבסיסיים העומדים בבסיס מצבים אלו שונים לחלוטין.
הבנת ההבדלים הללו חיונית לפיתוח טיפולים ממוקדים המטפלים ספציפית בגורם הבסיסי הספציפי לאובדן שריר במצבים שונים. ככל שהאוכלוסייה העולמית מזדקנת ומחלות כרוניות כמו סרטן הופכות נפוצות יותר, תובנות אלו יהיו חיוניות לשיפור התוצאות הבריאותיות ואיכות החיים של אלו שנפגעו מתנאים מאתגרים אלו".
פרופסור פטריק טאן, סגן דיקן בכיר למחקר ב-Duke-NUS
החוקרים חוקרים גם את תפקידו של DEAF1 ברקמות אחרות בתקווה לחשוף תובנות חדשות שיכולות להוביל לטיפולים חדשניים במצבי בריאות אחרים.
Duke-NUS היא מובילה עולמית בחינוך רפואי ומעצמת מחקר ביו-רפואית, המשלבת מחקר מדעי בסיסי עם ידע תרגומי כדי להביא להבנה טובה יותר של מחלות נפוצות ולפתח גישות טיפול חדשות לשיפור חייהם של אנשים בסינגפור ומחוצה לה.
מחקר זה נתמך על ידי הקרן הלאומית למחקר, סינגפור תחת הקרן הפתוחה של המועצה הלאומית למחקר רפואי (NMRC) – מענק מחקר פרטני (MOH-001208) ומנוהל על ידי משרד הבריאות של סינגפור באמצעות משרד NMRC, MOH Holdings Pte Ltd, וכן משרד החינוך של סינגפור תחת MOE Tier 1 (2022-MOET1-0004).
