Исследователи из Медицинской школы Университета Индианы обнаружили, что серьезную мышечную атрофию и слабость, обычно связанные с ростом рака (например, кахексию), можно предотвратить, просто лишив их FNDC5, предшественника гормона физической нагрузки иризина.

Когда у больных раком развивается кахексия, их тела чахнут. Кахексия характеризуется крайней усталостью, потерей веса, анемией и воспалением, среди других смертельных симптомов. Одной из особенностей этого потенциально смертельного состояния является превращение сохраняющих калории белых жировых клеток в сжигающие жир и выделяющие тепло коричневые клетки. Поскольку известно, что иризин, гормон, который вырабатывается в организме во время активной физической активности, окрашивает белую жировую ткань в коричневый цвет, исследователи задались вопросом, уменьшит ли удаление иризина разрушительные последствия кахексии у мышей с опухолями.

Фабрицио Пин, доцент кафедры анатомии, клеточной биологии и физиологии в медицинской школе, представил результаты сегодня на ежегодном собрании Американского общества исследований костей и минералов в Остине, штат Техас, США.

В исследовании участвовали мыши, у которых ген FNDC5, кодирующий белок (белок 5, содержащий домен фибронектина III типа), был нарушен или «выключен». Поскольку FNDC5 является предшественником иризина, который высвобождается из мышечных клеток во время физических упражнений, эти генетически модифицированные «нокаутные» мыши были неспособны производить гормон сжигания калорий.

Мышам имплантировали клетки, вызывающие карциному легкого Льюиса или метастатический колоректальный рак MC38. У нокаутных самцов мышей развились оба типа опухолей, но, в отличие от нормальных мышей, не было раковой кахексии. Они сохраняли нормальную массу тела и массу скелетных мышц в отличие от контрольных мышей с такой же массой опухоли. Отсутствие FNDC5/иризина защищало самцов мышей с нокаутом от мышечной слабости; они сохраняли нормальную общую двигательную активность по сравнению с контрольными мышами. Напротив, самки мышей с нокаутом не показали значительных защитных эффектов из-за отсутствия у них иризина.

Исследователи наблюдали высокие уровни UCP1, гена, вызывающего потемнение, в жировой ткани нормальных мышей с опухолями по сравнению с мышами без опухолей. Напротив, у мышей, лишенных FNDC5, не наблюдается увеличения жировой ткани, сравнимого со здоровыми мышами.

Они также исследовали мышей с нокаутом на наличие доказательств того, что их опухоли активировали или повышали проатрофические пути в их скелетных мышцах, такие как фосфорилирование STAT3 и экспрессия Atrogin1 и Murf1, все важные регуляторы белкового катаболизма. Кроме того, были исследованы признаки метаболических изменений, такие как повышенный уровень киназы 4 пируватдегидрогеназы и активность сукцинатдегидрогеназы. Удивительно, но эти регуляторы не изменились у мышей с нокаутом и были сходны с таковыми у мышей без опухолей.

Несмотря на то, что эти животные были защищены от иссушающих мышцы эффектов опухолей, у них практически не было защиты от вызванной опухолью потери костной массы, что свидетельствует о целенаправленном воздействии на мышцы. Эти наблюдения предполагают, что FNDC5/irisin оказывает влияние на мышцы в зависимости от пола, где делеция защищает мужчин от раковой кахексии, но не женщин.