От длины хромосомных хвостов зависит здоровье суставов, выяснили ученые. Этот показатель можно будет использовать для доклинической диагностики суставных болезней.
Хромосомные хвосты
Теломеры – концевые участки хромосом – с каждым делением клетки становятся короче. Они не содержат генов и не копируются в матричную РНК, но играют другую важную роль. К ним прикрепляется фермент ДНК–полимераза, которая «откусывает» часть теломеры и начинает создавать дочернюю ДНК.
Именно из-за таких «откусываний» в процессе клеточного деления хромосомные «хвосты» изнашиваются, «бесхвостые» хромосомы прекращают удваиваться, из-за чего клетки постепенно стареют и умирают. Клетки с «бесхвостыми» хромосомами не просто не обновляются, но и «хворают», проявляя признаки генетической нестабильности – ДНК таких хромосом более уязвима к действию мутагенов.
В новом исследовании, результаты которого появились в журнале Arthritis Research & Therapy, ученые показали, что в больных коленках слишком много клеток с аномально короткими теломерами. Особенно много клеток с укороченными «хвостами» в местах, наиболее поврежденных остеоартритом.
Остеоартрит – это дегенеративное заболевание суставов, наиболее частая причина суставной боли. Патофизиологические особенности остеоартрита связаны с нарушением нормальной структуры сустава, изменением капсулы и повреждением хряща. Остеоартрит можно рассматривать как результат ремоделирования нормального сустава, объясняют ученые.
Лапы и хвосты
Укорочение теломер связано со старением организма, истощением имеющегося ресурса. Тем не менее, обращают внимание исследователи, «хвосты» изнашиваются и из-за неблагоприятных факторов, окислительного стресса и генетических особенностей организма. Например, аномально короткие теломеры можно наблюдать при некоторых видах рака, пишут авторы работы.
Ранее, в экспериментах с культивированными клетками уже было отмечено, что при остеоартрите длина теломер сокращается. Коллектив ученых из Дании под руководством Марии Харбо (Maria Harbo) из Университета Южной Дании (University of Southern Denmark) использовал новую технологию определения длины отдельных теломер (Universal single telomere length assay) в клетках, полученных при биопсии суставов пациентов и здоровых добровольцев.
Как и предполагалось, теломеры клеток больных суставов оказались в среднем короче, чем теломеры клеток здоровых суставов. Но, что еще более важно, в очагах болезни находилось очень много клеток с ультракороткими «хвостами». Вероятно, это связано с окислительным стрессом, пишут ученые.
«Получается, что в патологию остеоартрита включены два взаимосвязанных процесса, – говорит руководитель исследования. – Укорачивание теломер, связанное с естественным старением, снижает потенциал клеточного деления, из-за чего сустав не может обновляться, и скорость изнашивания увеличивается. Появление ультратонких теломер, вероятно, связно с давлением неблагопрятных факторов, которое человек испытывает в течении всей жизни».
По мнению ученых, второй процесс наиболее важен в развитии заболевания. Они считают, что с большой вероятностью длина теломеры может стать маркером развивающегося остеоартрита.
