Studie identifierar protein centralt för motorisk koordination och rörlighet
Forskare vid Karolinska Institutet har identifierat ett protein som förbättrar muskelmetabolismen, motorkoordinering och träningsresultaten hos möss. Resultaten, publicerade i Cell Metabolism, kan få terapeutisk betydelse för patienter med muskel- och neurologiska sjukdomar, såsom ALS.
God muskelhälsa har avgörande betydelse för hälsa och välbefinnande, och regelbunden träning är det bästa sättet att stärka musklerna. Men för patienter med vissa muskelförsvagande sjukdomar är träning inte alltid möjligt.
Därför söker forskare efter molekyler som skulle kunna kompensera för fysisk träning när sådan inte längre är ett alternativ.
En nyckel till att utveckla nya behandlingar för muskelrelaterade och neurologiska sjukdomar, såsom amyotrofisk lateral skleros (ALS), är mer forskning om vilka signaler som möjliggör kommunikationen mellan motoriska nerver och muskler.
I den aktuella studien ville forskare vid Karolinska Institutet veta hur neurturin, ett muskelproducerat protein, påverkar den neuromuskulär funktionen.
Förändrad motorisk neuronidentitet
– Vi ville veta om muskler kan skicka egna meddelanden till motoriska nervceller, och vad sådana signaler i så fall får för effekt, säger Jorge Ruas, professor vid institutionen för fysiologi och farmakologi, Karolinska Institutet, och studiens sisteförfattare.
Forskarna fann att muskelmetabolism, träningsprestanda och motorkoordinering var mycket bättre hos möss som var genetiskt modifierade att producera mer neurturin i muskelceller, jämfört med vanliga möss.
De modifierade mössen hade också ett större antal motoriska nervceller av en typ som är mer motståndskraftig mot degenerering hos sjukdomar som ALS.
– Vi har fått bekräftat att en molekyl som frigörs från muskelfibrer faktiskt kan förändra identiteten på motoriska nervceller så att de får mer motståndskraft för degeneration. Det är resultat som öppnar för spännande möjligheter i framtiden, säger Jorge Ruas.
Möjligt terapeutiskt värde
Nästa steg är att utforska de terapeutiska möjligheterna med neurturin i musmodeller av typ 2-diabetes, fetma och ALS. Forskarna arbetar också med att modifiera administrering av neurturin som ett möjligt läkemedel.
– Vi har mycket kvar att göra, men tror att neurterin kan ha ett terapeutiskt värde för patienter med metabola och neuromuskulära sjukdomar, som typ 2-diabetes och ALS, säger studiens försteförfattare Jorge Correia, forskare vid institutionen för fysiologi och farmakologi, Karolinska Institutet.
Forskarna noterar att det fanns vissa begränsningar i studien, bland dem användningen av genetiska verktyg och virusvektorer för att öka nivåerna av neurturin, något som inte är tillämpligt ur ett terapeutiskt perspektiv.
Studien finansierades av Vetenskapsrådet, Novo Nordisk Fonden, Diabetesfonden, Strategiska forskningsprogrammet (SRP) i diabetes och Stiftelsen Lars Hiertas Minne. Sandra Kleiner, Michael Stec och Naveen Khan är anställda och aktieägare i Regeneron Pharmaceuticals Inc. Jorge Lira Ruas är konsult för Bayer AG. Det finns inga andra rapporterade intressekonflikter.
Publikation
“Muscle-secreted neurturin couples myofiber oxidative metabolism and slow motor neuron identity”, Jorge C. Correia, Yildiz Kelahmetoglu, Paulo R. Jannig, Christoph Schweingruber, Dasa Svaikovskaya, Liu Zhengye, Igor Cervenka, Naveen Khan, Michael Stec, Mariana Oliveira, Jik Nijssen, Vicente Martínez-Redondo, Serge Ducommun, Michele Azzolini, Johanna T. Lanner, Sandra Kleiner, Eva Hedlund, Jorge Lira Ruas. Cell Metabolism, online 29 september 2021, doi: 10.1016/j.cmet.2021.09.003.