Aktywność mięśni odgrywa kluczową rolę w wykształcaniu się stawów
Powody niewykształcenia się stawów u embrionów ze sparaliżowanymi kończynami od długiego czasu nie dawały spokoju wielu tęgim umysłom. Międzynarodowy zespół naukowców rozwikłał tę tajemnicę i odkrył stojący za nią mechanizm molekularny. Wyniki badań opisano w czasopiśmie Developmental Cell. Rzucają one światło na sposób, w jaki aktywność mięśni wpływa na wykształcanie się stawów i wyjaśniają, jak ruch reguluje ścieżkę sygnalizacyjną, która jest niezbędna w okresie rozwoju dziecka i później. Zdaniem naukowców, wykształcanie się stawów opiera się na zmianach w ekspresji genu, który "zobowiązuje" komórki do zamienienia się w element wykształcającego się stawu oraz wyodrębnia je z otaczającej tkanki chrzęstnej. Poprzednie badania wykazały, że ścieżka sygnalizacyjna Wnt/beta-katenina w znacznym stopniu przyczynia się do utrzymywania "przeznaczenia" komórek stawowych i dba o to, aby nie zróżnicowały się w chrząstkę. Naukowcy z Francji, Izraela i USA odkryli również, że skurcze mięśni biorą udział w kształtowaniu się kośćca. "Od ponad stu lat wiemy, że ruchy embrionalne są ściśle związane z wykształcaniem się stawów" - wyjaśnia dr Elazar Zelzer z Wydziału Genetyki Molekularnej Instytutu Nauk im. Weizmanna w Izraelu. "Jednak dokładny mechanizm, dzięki któremu aktywna muskulatura reguluje wykształcanie się stawów pozostaje nieuchwytny" - dodaje współautor artykułu. Według naukowców modele myszy, w których kończyny zwierząt były pozbawione muskulatury lub w których brakowało kurczliwości mięśni wykazały zakłócenia w normalnym procesie budowania stawów. Komórki w "miejscach, gdzie miały być stawy przerwały ekspresję standardowych markerów stawów i zaczęły rozwijać się według ścieżki wykształcania się chrząstki" - czytamy w artykule. Odkrycia sugerują, że wykształcenie się stawów nie powiodło się z powodu miejscowego spadku aktywności beta-kateniny. "Przed tymi badaniami w większości nieznano mechanizmów, na których opiera się rola ruchu w procesie wykształcania się stawów"- zauważył dr Zelzer. "Nasze odkrycia pokazują, że skurcz mięśni jest niezbędny do utrzymania przeznaczenia komórek prekursorowych stawów i wyjaśniają, w jaki sposób i dlaczego mechaniczny bodziec wywoływany ruchem odgrywa kluczową rolę na etapie rozwoju." Wyniki "przedstawiają brakujące ogniwo między określeniem przeznaczenia komórek prekursorowych a ruchami embrionalnymi - dwoma procesami, które są niezbędne dla prawidłowej organogenezy" - czytamy w artykule. W badaniach udział wzięli naukowcy z francuskiego Instytutu Zdrowia i Badań Medycznych (INSERM), Uniwersytetu im. Pierre'a i Marie Curie z Paryża, francuskiego Narodowego Centrum Badań Naukowych (CNRS), Hebrajskiego Uniwersytetu Naukowego w Izraelu oraz Akademii Medycznej Stanforda w USA.
Kraje
Francja, Izrael, Stany Zjednoczone