Переход к таблетке, имитирующей упражнения

Японские исследователи добились прогресса в разработке таблетки для физических упражнений. Таблетки для упражнений — это лекарство, которое имитирует воздействие физических упражнений на мышцы и кости. Они хотят обеспечить это для людей, которые прикованы к постели или по другим причинам не могут заниматься спортом.

LAMZ увеличивает мышцы и кости, имитируя передачу сигналов кальция, чтобы индуцировать PGC-1α. Схема функции LAMZ при наращивании мышц и костей. Упражнения увеличивают концентрацию кальция в мышечных и костных клетках, вызывая передачу сигналов кальция. При этой передаче сигналов PGC-1α и Mef2c активируются и реципрокно управляют своей экспрессией. Также индуцируются митохондриогенные, миогенные и остеогенные гены, вместе увеличивающие мышцы и кости. Таким образом, LAMZ облегчает сигнальный путь кальция и восстанавливает двигательную активность.

Они разработали новую систему скрининга лекарств, состоящую из трех частей, и открыли локомиметический препарат ЛАМЗ. LAMZ усиливает миогенез и остеобластогенез посредством стимуляции передачи сигналов кальций-PGC-1α. Его можно вводить несколькими путями, и он улучшает как мышечную, так и костную массу, что приводит к увеличению способности к передвижению. Таким образом, ЛАМЗ имеет потенциал в качестве терапевтического препарата для пациентов с нарушениями опорно-двигательного аппарата, такими как саркопения и остеопороз.

Лекарства безопаснее, чем физические упражнения, но не существует лекарств, которые укрепляют мышцы и кости, если их принимать отдельно. Несколько лекарств увеличивают риск побочных эффектов; таким образом, существует потребность в индивидуальных препаратах, нацеленных на обе ткани. С этой целью мы создали новую систему последовательного скрининга лекарств и определили производное аминоиндазола, локамидазол (LAMZ), который способствует как миогенезу, так и остеобластогенезу, подавляя при этом остеокластогенез. Введение этого препарата улучшало двигательную функцию, при этом мышцы и кости значительно укреплялись. Механически LAMZ индуцирует Mef2c и PGC-1α зависимым от передачи сигналов кальция образом. Поскольку эта передача сигналов активируется при физических упражнениях, LAMZ имитирует физические упражнения. Таким образом, ЛАМЗ является перспективным терапевтическим препаратом при заболеваниях опорно-двигательного аппарата, в том числе при саркопении и остеопорозе.

Укрепление мышц и костей во время упражнений совпадает с анаболическими изменениями как в мышцах, так и в костях (например, увеличение пролиферации и/или дифференцировки миоцитов и остеобластов и их уменьшение в остеокластах). В поисках лекарств, которые могут заменить физические упражнения, мы создали последовательную систему скрининга лекарств, в которой количественно определялась дифференцировка трех линий клеток в мышцах и костях (миоциты, остеобласты и остеокласты). Во-первых, мы разработали новый метод количественной оценки пролиферации и дифференцировки миоцитов. Было обнаружено, что из 296 соединений в химической библиотеке восемь усиливают пролиферацию и/или дифференцировку клеток C2C12, клеточной линии миоцитов. Соединение 17b, производное аминоиндазола, которое продемонстрировало наиболее сильное стимулирование образования миотрубочек, усиливало экспрессию тяжелой цепи миозина. Это соединение увеличивало экспрессию Myod1, Myog, Klf5 и Mef2c, факторов транскрипции, которые, как известно, индуцируются во время миогенеза и усиливают дифференцировку.

LAMZ улучшает хрупкость мышц и костей
Чтобы определить, обладает ли LAMZ эффективностью в качестве нового терапевтического препарата при нарушениях опорно-двигательного аппарата, мы перорально вводили препарат мышам с моделью подвешивания за хвост, модель неиспользования, связанная с разгрузкой, при которой и мышцы, и кости задних конечностей становятся хрупкими.27 Пероральное введение LAMZ значительно повышал экспрессию Ppargc1a в мышцах и костях. У мышей, получавших этот препарат, при подвешивании за хвост наблюдалось увеличение ширины мышечных волокон. Анализ микро-КТ показал, что лечение ЛАМЗ увеличивает костную массу. У этих мышей наблюдали значительное увеличение остеобластов и поверхности остеоида. Не было существенной разницы в скорости образования костей из-за увеличения образования костей за счет самого подвешивания хвоста. Остеокластическая резорбция кости уменьшалась у этих мышей при лечении LAMZ. Сокращение мышц и костей, вызванное моделью неиспользования, было смягчено лечением LAMZ.