Миоглобин — белок, который находится в мышцах, — связывает кислород и хранит его в клетках как резерв, который используется по мере надобности в случаях недостатка или отсутствия кислорода. Этот белок также связывает свободные радикалы и другие активные формы кислорода, которые повреждают клетки организма (окислительный стресс).
Мутацию в гене, кодирующем миоглобин, обнаружили у 14 человек в возрасте от 33 до 49 лет, принадлежащих к шести не родственным друг другу европейским семьям. У всех были одни и те же признаки болезни: мышечная слабость, проявляющаяся в трудностях с подъемом по лестницам, подъемом с корточек и вставанием из положения лежа. Заболевание в течение многих лет прогрессировало, охватывая новые группы мышц конечностей и шеи. Пять пациентов жаловались на трудности с глотанием. У большинства болезнь длилась более 10 лет, и на этом этапе они уже испытывали трудности с дыханием, так как болезнь поразила и дыхательные мышцы. Те, у кого болезнь развивалась 15—20 лет, были прикованы к инвалидной коляске. В ходе наблюдения и исследования болезни шестеро пациентов умерли от дыхательной либо сердечной недостаточности, так как болезнь поразила уже и дыхательные, и сердечные мышцы. К моменту смерти она длилась от 18 до 30 лет. Ученые располагали биологическим материалом умерших.
Во всех взятых образцах мышечной ткани медики обнаружили характерные округлые саркоплазматические (то есть заполненные саркоплазмой — цитоплазмой мышечных клеток) тельца. Также биопсия показала общее для миопатий изменение размеров мышечных волокон и их повреждения.
Чтобы определить молекулярные причины болезни, две разные исследовательские группы применяли разные методы. Австралийская — полногеномное секвенирование экзома трех людей из испанских семей. Так удалось найти одну и ту же мутацию в единичном нуклеотиде в гене миоглобина МB. Шведская группа определила регион на 22-й хромосоме через анализ полногеномных связей (genome-wide linkage analysis), который используется для определения связи определенных локусов генома с теми или иными заболеваниями. Для этого в области, предположительно связанной с заболеванием, отсеквенировали гены у шести пациентов и двух здоровых людей, в итоге у пострадавших нашли один и тот же мутантный вариант гена MB, которого не оказалось у здоровых.
В итоге удалось выявить, что именно ген MB, кодирующий миоглобин, «виновен» в заболевании.
Белок, кодируемый мутантным геном, хуже связывает кислород, хуже удерживает молекулу гема (составной компонент гемоглобина) в восстановленном состоянии, хуже борется со свободными радикалами, что и приводит в конечном счете к формированию белковых включений в мышцах и их повреждению.
Открытие заболевания позволило впервые за долгие годы поставить пациентам диагноз. Однако, есть ли от заболевания лечение, пока неизвестно, так как ученые в данном исследовании ставили целью найти генетические маркеры заболевания, а не способы борьбы с ним.
Евгения Щербина