Новые данные о ламините открывают перспективы для будущего лечения
Диагноз "ламинит" — один из самых страшных для владельцев лошадей. Это заболевание поражает лошадей самых разных пород, возрастов и специализаций. Учёные из Школы ветеринарной медицины Пенсильванского университета и Университета Флориды (UF), используя генетические методы, получили новые данные о болезни. Их результаты опубликованы в журнале Veterinary Immunology and Immunopathology.
Копыто лошади выполняет тяжёлую работу: оно должно выдерживать вес крупного животного, способного двигаться быстрее 40 миль в час. Ламини́т возникает при воспалении и повреждении тканей между копытной стенкой и копытной костью. Это состояние вызывает хромоту, снижает качество жизни и часто приводит к эвтаназии.
«Ламинит — серьёзная проблема и для лошади, и для её владельца, — говорит Саманта Брукс, доцент UF по физиологии лошадей и автор-корреспондент работы. — У нас очень мало инструментов для борьбы с самой болезнью. Мы лечим симптомы, боль и механическую нестабильность, но пока не можем воздействовать на причину».
Исследования ламинита ранее затруднялись из-за нехватки генетической информации, специфичной для тканей копыта. Учёные использовали New Bolton Center Laminitis Discovery Database — архив данных и образцов от естественных случаев ламинита, собранных с 2008 года. Исследователи изучили 36 архивных образцов тканей 20 чистокровных лошадей, лечившихся от ламинита.
Существует три типа ламинита, и все они нарушают структуру и функцию копыта. Это исследование дало «снимок» активных процессов в копыте, сфокусировавшись на ламините опорной конечности — том типе, от которого пал знаменитый скакун Барбаро.
«Мы понимаем ситуации, которые провоцируют приступ ламинита, но плохо представляем, что именно происходит в копыте, — говорит Брукс. — Это исследование дало всесторонний взгляд на процессы на ранней стадии развития болезни».
С помощью анализа экспрессии генов учёные каталогизировали изменения в транскрипции генов у 20 лошадей. У некоторых были здоровые копыта, у других — ранняя стадия болезни, у третьих — более тяжёлая форма.
Ключевые выводы о механизме болезни
Роль кератина. Кератин — важный структурный белок, поддерживающий целостность волос, ногтей и копыт. Это одно из первых исследований, изучающих изменения в семействе кератиновых белков в процессе развития ламинита. Некоторые гены, связанные с кератином, и гены, регулирующие клеточный синтез, начинали ослабевать с началом болезни.
Дисбаланс металлопротеиназ. Этот класс ферментов помогает поддерживать цитоскелет. В копыте должен соблюдаться баланс между разрушением и ростом тканей, чтобы оно могло расти, но не разрушалось под весом лошади. Когда металлопротеиназы становятся слишком активными, копыто теряет структурную прочность. Прежние стратегии лечения, направленные на подавление этих ферментов, могли также останавливать рост копыта, что приводило к новым проблемам.
Гены воспаления и биомаркеры. Учёные обнаружили набор генов, ответственных за запуск воспаления в копыте при деградации кератина, что открывает путь для будущих терапий. Эти гены указывают, что некоторые лекарства от аутоиммунных заболеваний у людей могут помочь лошадям с ламинитом.
Изменения в экспрессии генов в больной ткани часто отражаются в изменении уровня белков в крови. Например, специфические белки-биомаркеры, уровень которых повышается в крови у людей после черепно-мозговой травмы, также были повышены у лошадей с ламинитом в этом исследовании. Команда надеется, что это можно будет использовать как инструмент для мониторинга прогрессирования болезни.
«Мы не всегда распознаём тяжёлый ламинит, пока ситуация не становится совсем плохой, — говорит Брукс. — Инструменты раннего мониторинга и способы борьбы с болезнью — это захватывающие открытия, но нам нужно дальнейшее исследование, прежде чем эти новые инструменты будут готовы к применению на практике».
Исследователи надеются, что эта работа приведёт к созданию анализа крови для обнаружения новых биомаркеров ламинита, а также к появлению экономичных и эффективных лекарств.
«В конечном итоге эти новые данные указывают нам путь к более целенаправленному подходу в будущих исследованиях, который, мы надеемся, поможет найти новые решения для профилактики и лечения этого изнурительного заболевания», — говорит Ханна Галантино-Хомер, старший научный сотрудник по исследованиям ламинита в New Bolton Center Penn Vet.
«Это большой шаг вперёд в нашем понимании ламинита, — заключает Брукс. — То, что 10 лет назад могло быть совершенно неизлечимым, через следующие 10 лет, возможно, позволит нам вмешаться и существенно изменить течение болезни на ранней стадии».