Нове дослідження, проведене науковцями Університету Ноттінгем Трент у співпраці з Каролінським інститутом (Швеція) та Університетом Англії Раскіна і опубліковане в Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle, виявило раніше невідомі гени, що відіграють вирішальну роль у процесі старіння м’язів. Це відкриття може відкрити нові шляхи для розробки методів лікування вікових м’язових розладів, зокрема саркопенії, і сприяти покращенню якості життя людей похилого віку.
Старіння м’язів — це неминучий біологічний процес, що відбувається у всіх людей і призводить до зниження м’язової маси, сили та витривалості з віком. Це явище часто супроводжується підвищеним ризиком падінь, фізичних вад і втрати незалежності у людей похилого віку. У важких випадках процес старіння м’язів призводить до саркопенії — патологічного стану, що характеризується різким зниженням м’язової маси та функції, яке пов’язане з підвищеним ризиком інвалідності.
Дослідники проаналізували дані експресії генів у молодих (віком від 21 до 43 років) та старших (63-79 років) дорослих, щоб виявити ключові молекулярні механізми, які сприяють старінню м’язів. Використовуючи штучний інтелект, команда змогла ідентифікувати 200 генів, які або впливають на процес старіння, або реагують на фізичні вправи. Особливу увагу привернув ген USP54, який був виявлений як критичний фактор прискорення деградації м’язів у літніх людей.
Ген USP54: ключовий регулятор старіння м’язів
Одним із найбільш важливих відкриттів дослідження стало визначення ролі гена USP54 у старінні м’язів. Цей ген, виявлений за допомогою біопсії м’язів у літніх людей, був пов’язаний з підвищеною експресією білків, які сприяють деградації м’язової тканини. Результати вказують на те, що USP54 може бути ключовим регулятором процесу м’язової атрофії, що спостерігається з віком.
Це відкриття є особливо значущим, оскільки воно вказує на можливі молекулярні мішені для розробки нових ліків, спрямованих на уповільнення або навіть зупинку старіння м’язів. Зокрема, блокування або модулювання активності USP54 може допомогти у розробці нових терапевтичних стратегій для лікування саркопенії та вікової втрати м’язової маси.
Фізичні вправи та їх взаємодія з генетикою
Фізичні вправи наразі є єдиним науково підтвердженим методом лікування старіння м’язів та саркопенії. Дослідження показали, що силові тренування можуть значно зменшити втрату м’язової маси та сили, сприяючи кращій рухливості та покращенню якості життя у людей похилого віку. Проте результати нового дослідження також вказують на те, що деякі гени можуть бути пов’язані з резистентністю до фізичних навантажень.
Команда вчених виявила декілька генів, які можуть визначати індивідуальну відповідь на фізичні вправи. Це відкриття може допомогти у розробці більш персоналізованих втручань, спрямованих на підтримку м’язової маси у літніх людей. Виявлення генетичних факторів, що впливають на здатність організму реагувати на фізичні навантаження, може стати основою для створення індивідуальних програм фізичної реабілітації та профілактики падінь.
Штучний інтелект у дослідженнях старіння м’язів
Однією з новаторських методик, використаних у цьому дослідженні, стала інтеграція штучного інтелекту (ШІ) для аналізу великих масивів даних. Використання ШІ дозволило дослідникам виявити не лише окремі гени, але й складні генетичні взаємодії, які до цього часу залишалися невідомими. За словами доктора Лівії Сантос, експерта з біології опорно-рухового апарату Університету Ноттінгем Трент, використання ШІ допомогло команді глибше зрозуміти процеси старіння м’язів.
Доктор Джанель Тарум, інша авторка дослідження, зазначила, що ШІ відкриває нові горизонти у дослідженнях м’язової атрофії: «Це дослідження показує, що ШІ може бути потужним інструментом для відкриття нових генів і молекулярних механізмів, що впливають на старіння м’язів та саркопенію. Застосування ШІ допомогло нам краще зрозуміти ці процеси і вказати на нові мішені для терапії.»
Перспективи для лікування старіння м’язів
Отримані результати дослідження відкривають нові перспективи для розробки методів лікування старіння м’язів і саркопенії. Виявлення генів, таких як USP54, які відіграють критичну роль у деградації м’язової тканини, може допомогти створити нові терапевтичні стратегії, спрямовані на збереження м’язової маси у людей похилого віку. Зокрема, розробка ліків, що блокують або модулюють активність USP54, може стати ефективним методом боротьби зі старінням м’язів.
Фізичні вправи залишаються важливим інструментом для підтримання м’язової маси, проте індивідуалізація програм фізичної активності на основі генетичної інформації може значно підвищити їх ефективність. У майбутньому генетичні тести можуть використовуватися для розробки персоналізованих тренувальних програм, які найбільш ефективно відповідатимуть потребам кожної людини.
Висновки
Дослідження, проведене командою науковців, показує важливість вивчення генетичних механізмів старіння м’язів для розробки нових терапевтичних підходів. Використання сучасних технологій, таких як штучний інтелект, дозволило виявити нові гени, зокрема USP54, які можуть стати мішенями для майбутніх ліків. Це відкриття має потенціал суттєво покращити якість життя людей похилого віку, допомагаючи їм зберегти м’язову масу, силу та мобільність, а також знизити ризик падінь і фізичних вад.
