Myostatin a jeho úloha v regulaci svalů
Myostatin představuje cirkulující inhibitor svalového růstu. Tato molekula je již delší dobu předmětem výzkumného zájmu v souvislosti s její rolí v regulaci svalové hmoty. Již dříve byly identifikovány nebo uměle vytvořeny mutace se ztrátou funkce myostatinu u různých savčích druhů, včetně myší, psů a krav. Kompletní ztráta funkce genu pro myostatin po celý život je spojena s výrazným nárůstem svalové hmoty a síly, a zároveň s nižším množstvím viscerálního tuku. Dosavadní pozorování naznačují, že tento jev má zřetelné benefity s minimem negativních dopadů.
Ztráta svalové hmoty a síly s přibývajícím věkem vedla k snahám vyvinout terapeutické postupy založené na inhibici myostatinu. Příkladem jsou experimenty s monoklonálními protilátkami. Aktuální zvýšený zájem farmaceutického průmyslu o vývoj způsobů, jak předejít ztrátě svalové hmoty, je navíc ovlivněn popularitou agonistů receptoru GLP-1, které sice vedou k úbytku viscerálního tuku, ale zároveň mohou způsobit i ztrátu svalové hmoty snižováním kalorického příjmu.
Terapeutické přístupy a vývoj
Kromě přímé inhibice exprese, cirkulujících hladin nebo aktivity myostatinu existuje mnoho dalších potenciálních bodů pro intervenci. Jednou z možností, která je v současné době předmětem klinických studií, je inhibice myostatinových receptorů, například látkou Bimagrumab. Dalším příkladem je zvýšení hladiny follistatinu, cirkulující molekuly, která působí proti myostatinu. I v tomto případě existuje řada studií na myších, kde genetické inženýrství nebo genové terapie vedly k výrazně osvaleným zvířatům. Některé terapie tvrdí, že zlepšují hladiny follistatinu, a genové terapie follistatinem se do určité míry používají v odvětví lékařské turistiky. Nicméně, údaje o jejich účinnosti u lidí jsou omezené nebo zatím neexistující.
Nová zjištění z genetických databází
Výzkum myostatinu pokračuje a rozsah možných terapií pro svalový růst se rozšiřuje. Nedávná studie s otevřeným přístupem nabídla pohled na možnosti využití rozsáhlých genetických databází, které jsou v současnosti k dispozici. Ačkoli vědecká komunita doposud znala pouze jeden přesvědčivý případ lidského mutanta myostatinu s velmi zjevnými účinky (publikovaný v The New England Journal of Medicine v roce 2004), tyto rozsáhlé databáze umožňují objevit další jedince s mutacemi, které způsobují slabší ztrátu funkce v genu pro myostatin. Vzhledem k tomu, že genetická data jsou v databázi UK Biobank propojena s velkým množstvím dalších zdravotních údajů, je možné korelovat mutace se svalovou silou a dalšími charakteristikami, o nichž je známo, že jsou ovlivňovány myostatinem.
Analýza variant genu myostatinu u lidí
Nedávná studie s názvem „Humans with function-disrupting variants in the myostatin gene (MSTN) have increased skeletal muscle mass and strength, and less adiposity“, publikovaná v časopise Nature Communications, představuje výsledky rozsáhlé multikohortní genetické asociační analýzy. S využitím dat od 1,1 milionu jedinců byly zkoumány účinky mutací narušujících funkci v genu pro myostatin (MSTN) na znaky relevantní pro složení těla a kardiometabolické zdraví.
Nositelé variant narušujících funkci genu pro myostatin vykazovali snížené množství tukové tkáně, zvýšenou beztukovou hmotu a zvýšenou sílu úchopu, stejně jako zvýšené hladiny kreatininu. Dále byly charakterizovány účinky těchto variant na složení těla pomocí dat z celotělového MRI skenování z UK Biobank, kde byly pro automatickou segmentaci obrazu u 77 572 jedinců využity modely hlubokého učení. Mezi nositeli mutací bylo pozorováno zvýšení svalové hmoty napříč několika svalovými skupinami, přičemž heterozygotní nositelé mutací vedoucích ke ztrátě funkce vykazovali nárůst přesahující 10 %.
Důsledky pro budoucí léčbu
Zjištění této studie prokazují, že celoživotní snížení funkce myostatinu zvyšuje velikost a sílu svalů u lidí a zároveň snižuje množství tělesného tuku. Tato data poskytují důležité poznatky o potenciálních přínosech a bezpečnosti dlouhodobé terapeutické blokády signální dráhy myostatinu v klinické praxi.