Всё сочувствие, на которое мы решились
 

Карбамазепин замедлил прогрессирование остеоартрита

Американские исследователи обнаружили, что прогрессирование остеоартрита тесно связано с работой натриевых каналов в хондроцитах. Противосудорожное средство карбамазепин, блокирующее эти каналы, существенно замедляло разрушение суставных хрящей и деформацию кости в мышиной модели заболевания.

Карбамазепин замедлил прогрессирование остеоартрита

Остеоартрит (в российской литературе часто называемый деформирующим остеоартрозом) представляет собой самое распространенное заболевание суставов, которым страдает более полумиллиарда жителей Земли. При нем происходит постепенное разрушение суставных хрящей и изменения подлежащей костной ткани, что сопровождается болью, отеком и нарушениями функций суставов. В настоящее время не существует препаратов, эффективно замедляющих развитие остеоартрита, его лечат симптоматически, в основном обезболивающими и противовоспалительными средствами.

Предыдущие исследования показали, что в хондроцитах (основных клетках хрящевой ткани) присутствуют потенциалзависимые натриевые каналы (VGSC), характерные для возбудимых клеток в нервной системе, мышцах и сердце. Однако их экспрессия и функция в невозбудимых клетках хряща оставались практически неизученными.

Сотрудники лабораторий Стивена Уоксмана (Stephen Waxman) и Чуаньцзюй Лю (Chuan-ju Liu) в Йельском университете с коллегами из других научных центров США исследовали человеческие хондроциты с помощью ПЦР, иммунохимических и электрофизиологических методов. Они выяснили, что в этих клетках присутствуют натриевые каналы Nav1.7, которые характерны для ноцицептивных нейронов спинального и тригеминального ганглиев, а также симпатических ганглиев автономной нервной системы. Их плотность составила 0,1–0,15 на квадратный микрометр, в количество — 350–525 на клетку. Эти каналы в хондроцитах оказались полностью функциональными: реагировали на неселективный блокатор тетродотоксин и селективный протоксин-II, а также демонстрировали пропускные и кинетические свойства, характерные для Nav1.7 в нейронах.

Дальнейшие эксперименты показали, что селективный нокаут гена Nav1.7 в хондроцитах замедляет прогрессирование остеоартрита в модели (DMM) этого заболевания у мышей, в то время как нокаут того же гена в спинальном ганглии модулирует вызванные им болевые ощущения, но не влияет на прогрессирование.

Выяснив это, исследователи перешли к фармакологическому блокированию Nav1.7 в мышиных хондроцитах. Выяснилось, что экспериментальный селективный ингибитор PF-04856264 уменьшает проявления остеоартрита по шкале OARSI, а также замедляет разрушение хряща, утолщение субхондральной костной пластины, формирование остеофитов, развитие синовита и снижает болевые ощущения в моделях DMM и MIA. Хроническое пероральное введение клинического ингибитора натриевых каналов карбамазепина (применяется при эпилепсии, биполярном расстройстве и нейропатической боли) с высокой точностью воспроизводило эти эффекты.

Карбамазепин замедлил прогрессирование остеоартрита
Роль натриевых каналов в патогенезе остеоартрита

Изучение механизмов действия Nav1.7 в человеческих хондроцитах in vitro показало, что их работа повышает индуцируемую интерлейкином-1β экспрессию катаболических генов, включая MMP13, ADAMTS5, COX2 и NOS2, и снижает — анаболических, таких как COL2 и ACAN; блокаторы VGSC ингибируют эти эффекты. Биологическая регуляция этих натриевых каналов осуществляется посредством белка теплового шока 70 (HSP70) и мидкина, которые подавляют их действие на анаболизм и катаболизм соответственно, но мало влияют на протективный эффект их фармакологических блокаторов. Также выяснилось, что Nav1.7 служат регулятором внутриклеточных сигналов, передаваемых ионами кальция.

Таким образом, Nav1.7 функционируют в хондроцитах и играют двойную роль в патогенезе остеоартрита: в этих клетках они отвечают за биологию и гомеостаз хряща, а в нейронах спинального ганглия — за болевые ощущения. Блокада этих натриевых каналов имеющимся клиническим антиконвульсантом карбамазепином замедляла прогрессирование заболевания в мышиных моделях, что открывает путь к разработке одновременно болезнь-модифицирующих и эффективных обезболивающих препаратов от остеоартрита, заключают авторы работы.

Отчет о работе опубликован в журнале Nature.

В 2021 году группа Фадии Камал (Fadia Kamal) из Университета штата Пенсильвания показала, что потенциальным болезнь-модифицирующим средством при остеоартрите может стать еще один известный препарат — антидепрессант пароксетин, который помимо основного действия подавляет в хрящевой ткани активность фермента GRK2, участвующего в развитии заболевания.

Автор: Олег Лищук

Ссылка на источник