חוקרים זיהו חלבון המעורב בשמירה על מסת השריר של עכברים בבהזדקנות או בשיתוק ומצאו חלבון דומה בבני אדם
שרירים אחראים לכ-40 אחוז ממשקל גופנו ומאפשרים לנו לבצע פעולות חיוניות כגון נשימה, אכילה ותנועה. אובדן של מסת שריר, או סרקופניה (sarcopenia), יכול להוביל לקשיים תפקודיים ומגדיל את הסיכון לנפילות, לפציעות ואף לזיהומים אצל מאושפזים. אובדן מסת שריר אופייני להזדקנות: ככל שאנו מתבגרים, כך אנו מאבדים נפח וחוזק של השרירים. סיבה אחרת לאובדן מסת שריר היא פגיעה עצבית שגורמת לשיתוק, שכן שריר שלא משתמשים בו לאורך זמן, מידלדל.
צוות חוקרים מאוניברסיטת סורבון שבפריז ניסה לאפיין את הבסיס המולקולרי של התהליך הזה. כדי להבין את השינויים המתרחשים בשריר בעקבות חוסר שימוש, השתמשו החוקרים במודל של נזק עצבי בעכברים: הם ניתקו את עצב השֵת, ובכך גרמו לשיתוק של אחת הרגליים האחוריות. השיתוק הוביל לירידה של כ-30 אחוזים במסת השרירים ברגל.
בהמשך בחנו החוקרים אילו גנים מתבטאים באופן שונה בשרירים לפני ואחרי הניתוק. אחד הגנים שבדקו היה Cacnb1, המשפיע על ייצורם של ששה חלבונים (המכונים CaVb1A-F). החוקרים מצאו כי בשרירים של עכברים בוגרים בריאים מתבטא חלבון מסוג CaVb1D (כלומר גרסת D של החלבון הזה). לעומת זאת, חלבון מסוג CaVb1E (גרסת E של החלבון) מתבטא בעיקר בשלבי התפתחות עובריים, וחיוני להתפתחות תקינה של מערכת השרירים בעובר. בעכברים בוגרים, חלבון זה מתבטא בכמות קטנה יחסית, אך רמתו עולה בשרירים שספגו נזק עצבי. לפיכך, החוקרים שיערו שלחלבון זה יכול להיות תפקיד חשוב בשיקום השריר או בשמירה על מסת השריר לאחר פציעה.
כדי לבחון השערה זו, החוקרים פגעו בביטוי של החלבון בעכברים עם פגיעה עצבית. הירידה בביטוי של גרסת ה-E של החלבון הובילה לאובדן מוגבר של מסת השריר בעכברים אלו: השרירים היו קטנים יותר והכילו פחות סיבי שריר ויותר סיבים של רקמת חיבור. מכאן הסיקו החוקרים שחלבון זה ממלא תפקיד בשימור מסת השריר במצבים של חוסר שימוש ממושך.
ארבעה מחברי צוות המחקר. מימין: כריסטל ז'נטיל, מסיר טראורה, ססטינה פלקון ופראנס פיטרירוסל | צילום: AFM-Téléthon
עדיף להיות צעיר ובריא מאשר זקן וחולה
בהמשך בחנו החוקרים את תפקידו של CaVb1E באובדן מסת שריר בעקבות הזדקנות. תחילה בחנו את רמת החלבון בשרירים של עכברים צעירים, בני 12 שבועות, לעומת עכברים זקנים בני 78 שבועות (גיל השקול לגיל 70 בבני אדם). העכברים המבוגרים התאפיינו במסת שריר ירודה וגם ברמה נמוכה יותר של גרסת ה-E של החלבון בשרירים.
כדי לבדוק אם שחזור רמה תקינה של גרסת ה-E של החלבון יכול לשפר את מסת השריר של עכברים זקנים, החוקרים הזריקו להם נגיף מהונדס גנטית המייצר את החלבון. לאחר שלושה שבועות מצאו החוקרים עלייה ברמות החלבון הזה בשרירים, ובעקבותיה אכן הייתה עלייה במסת השריר של עכברים אלו.
כאשר החוקרים ביטאו את החלבון בשרירים של עכברים צעירים, לא נצפתה עלייה במסת השריר שלהם, כנראה בשל מערכת בקרה כלשהי שמונעת גדילת-יתר של שרירים אצל עכברים צעירים ובריאים.
בשלב הבא, החוקרים רצו לבחון אם מנגנון דומה קיים גם בבני אדם. לשם כך, החוקרים השוו רצפים גנטיים המקודדים לחלבונים ממשפחת ה-Cacnb1 באדם ובעכבר. הם הצליחו למצוא חלבון שם אדם, בשם hCaVb1E, הדומה לחלבון העכברי. חלבון זה טרם תואר או נחקר בעבר.
כאשר בחנו דגימות שריר של אנשים צעירים (בני 42-20) לעומת מבוגרים (בני 81-70), החוקרים מצאו כי למבוגרים מסת שרירים נמוכה יותר וכי השרירים עצמם היו חלשים יותר. כאשר מדדו את רמות הביטוי של החלבון hCaVb1E, מצאו כי הוא מתבטא ברמה נמוכה יותר בשרירים של מבוגרים. נראה כי לירידה בביטוי החלבון יש קשר הדוק לירידה במסת השריר בהזדקנות גם בבני אדם.
אף שעדיין לא ברור מה מוביל לירידה בביטוי של hCaVb1E אצל אנשים מבוגרים, החוקרים מקווים כי יהיה ניתן ליישם את הממצאים כדי להאט או לבלום את אובדן מסת השריר בעקבות פציעה או הזדקנות.
