Перфорированная костная ткань из-за недостатка сахара

Многие люди с раком костного мозга часто имеют перфорации в костной ткани. С этим очень больно жить. На фото показаны такие перфорации черепа. Предоставлено: д-р Дженни Робертс, Radiopaedia.org.

Может ли такая простая вещь, как определенный тип сахарной воды, быть лекарством от перфорированных костей и даже рака костного мозга?

Внутри нашего тела находятся клетки, похожие на медуз, которые разъедают наши кости. Каждый год они съедают около десяти процентов костной массы нашего тела. К счастью, другие клетки обычно следуют и создают новую кость.

Мы претерпеваем своего рода постоянную реконструкцию и ремонт, что позволяет большинству из нас ходить со сталью в наших ногах и руках.

Клетки, поедающие кости, выходят из-под контроля

У людей с раком костного мозга клетки, поедающие кости, выходят из-под контроля. Их становится слишком много, и они слишком много едят. У команды костостроителей нет времени на восстановление костной массы, несмотря на сверхурочные и долгие смены. Костная ткань разъедается.

У многих людей с раком костного мозга часто возникают перфорированные кости - состояние, с которым очень больно жить. Иногда у них возникают сплющенные позвонки или переломы костей в результате просто переворацичания в постели.

На протяжении десятилетий ученые всего мира ломали голову и гадали, в чем может быть причина. Были выдвинуты различные теории, но исследователи не пришли к единой теории относительно того, что является основной причиной.

Произведено слишком много непригодных для использования антител

Рак костного мозга пока остается неизлечимым заболеванием. Доступное лечение может продлить жизнь, но не вылечить болезнь.

Теперь д-р Стандал и ее исследовательская группа из CEMIR в NTNU обнаружили часть головоломки, которая выглядит очень многообещающей.

Они пришли к выводу, что причина разрушения костей - слишком мало сахара. Мы не говорим о сахаре, который мы едим в наших тортах и печеньях, а о сахаре, который находится в веществе, важном для иммунной системы.

Чтобы понять, как сахар связан с потерей костной массы, нам нужно изучить костный мозг. Это мягкая полость внутри всех наших костей.

Внутри костей находятся плазматические клетки. Когда бактерии или вирусы попадают в организм, плазматические клетки начинают свою работу по избавлению от захватчиков. Вырабатываются антитела, которые отправляются через кровь, готовые к бою.

Пока все хорошо, но у людей с раком костного мозга вырабатывается слишком много одного типа антител. Здесь начинается буйство. Антитела, которые вырабатывает рак, также совершенно бесполезны. Он не избавляет от простуды или гриппа, а просто занимает слишком много места и вытесняет другие типы антител.

На поиск ответа ушло пять лет

«Я думала просто. Если у людей с раком костного мозга слишком много антител и слишком много клеток, поедающих кости, то они должны быть связаны», - говорит Стандал.

Поиск ответа отнимал у нее много рабочего времени почти пять лет. К счастью, тяжелая работа не была напрасной и привела к совершенно новому и фундаментальному пониманию.

Открытие опубликовано в журнале с самым высоким рейтингом в мире по заболеваниям крови.

Исследование показало, что у пациентов с перфорированным скелетом отсутствовали две молекулы сахара на конце длинной цепи внутри антитела.

Вот как Стандал пришла к ответу:

У подавляющего большинства пациентов с раком костного мозга появляются перфорированные кости, но не у всех. Стандал вежливо попросила и получила образцы от пациентов с потерей костной массы. Она также взяла образцы у пациентов без потери костной массы. Исследователи извлекли антитела из образцов и культивировали клетки, поедающие кости, в лаборатории.

Когда Стандал поместила клетки, поедающие кость, в антителах пациентов с перфорацией костей, она обнаружила, что количество клеток, поедающих кости, увеличилось.

Когда она поместила клетки, поедающие кости, в антителах пациентов без перфорации костей, она обнаружила, что количество клеток, поедающих кости, не увеличивается.

Убрал и добавил сахар

«Следующим интересным вопросом стало выяснение того, почему это произошло», - говорит Стандал.

Антитело несет в себе сахар, который в некотором смысле «украшает» его. Сахар влияет на работу антител. Стандал обратилась к Манфреду Вюреру в Центре протеомики и метаболомики Медицинского центра Лейденского университета в Нидерландах. Он специалист по этому виду сахара, и Стандал отправила ему образцы.

Он обнаружил, что у людей с потерей костной массы отсутствовали две молекулы сахара на конце длинной цепи внутри антитела.

«Слишком мало сахара», - говорит Стандал. Но и этого ответа было недостаточно.

Хотя между двумя группами была обнаружена разница, исследователи не смогли подтвердить, что отсутствующие молекулы сахара были причиной того, что у пациентов развилось больше клеток, поедающих кости. Пришлось провести еще несколько экспериментов.

Команда исследователей отправилась в лабораторию и добавила больше сахара в антитело. Это не привело к увеличению количества клеток, поедающих кости. Стандал также сделала наоборот, удалив сахар из антитела. Это привело к увеличению количества клеток, поедающих кости.

Напоить мышей сахарной водой

У исследователей было достаточно результатов тестов, чтобы показать, что слишком малое количество сахара может иметь решающее значение для количества клеток, поедающих кости. Но в медицинских исследованиях этого недостаточно - по крайней мере, если цель состоит в том, чтобы использовать знания для создания лекарств для людей.

Следующим шагом были эксперименты с мышами, больными раком костного мозга. Мышей разделили на две группы и дали два разных типа сахарной воды. Теоретически один тип воды с сахаром приведет к увеличению содержания сахара в антителе.

«Теория действительно сработала. У мышей, получавших этот тип сахарной воды, в костной ткани были меньшие перфорации. У них также было менее выженное протекание рака», - говорит Стандал.

Теперь ей нужно проводить больше экспериментов на животных, чтобы продвинуться по пути лечения, которое может улучшить жизнь пациентов с раком костного мозга.

«Я думаю, что было бы реалистично попробовать через четыре-пять лет это на небольшой группе пациентов», - говорит Стандал.

Автор: Анн Слайпер Мидлинг, Норвежский университет науки и технологий