Ученые приблизились к открытию новых методов лечения ламинита
Владельцы лошадей обычно боятся услышать диагноз ламинит. Болезнь поражает лошадей разных пород и возраста. Используя генетику, ученые из Школы ветеринарной медицины Пенна и Университета Флориды (UF) сделали новые открытия касающиеся этой болезни. Их результаты опубликованы в журнале «Ветеринарная иммунология и иммунопатология».
Копыто лошади — непростая задача. Оно должно поддерживать тяжелое животное, которое может двигаться со скоростью более 40 миль в час. Ламинит возникает, когда между копытом и копытной костью возникает воспаление и повреждение тканей. Состояние вызывает хромоту и снижение качества жизни, а также часто приводит к эвтаназии.
«В нашем арсенале очень мало инструментов для борьбы с самой болезнью. Мы лечим симптомы, боль и механическую нестабильность, но пока у нас нет ничего, что могло бы устранить причину», — говорит Саманта Брукс, доцент кафедры физиологии лошадей UF и автор-корреспондент о работе.
«Получив доступ к базе данных моей лаборатории и используя беспрецедентный опыт доктора Брукса в генетике лошадей и анализе транскриптомов, мы выявили новые и многообещающие пути клеточного стресса и воспалительной реакции, которые значительно улучшают наше понимание ламинита конечностей и процессов, связанных с ним», — говорит Ханна Галантино-Гомер, старший исследователь по ламиниту в Центре Нью-Болтона Penn Vet и соавтор статьи.
Ранее исследованиям ламинита препятствовала нехватка генетической информации, специфичной для тканей копыта. Ученые подключились к базе данных New Bolton Center Laminitis Discovery Database, архиву данных и наборов образцов естественных случаев ламинита, собранных с 2008 года. Используя эту базу данных, исследователи изучили 36 архивных тканей 20 чистокровных лошадей, которых лечили от ламинита.
«Мы понимаем ситуации, которые вызывают приступ ламинита, но у нас нет четкого представления о том, что происходит с копытом», — говорит Брукс. «Это исследование дало очень полное представление о процессах на ранней стадии развития ламинита».
Используя анализ экспрессии генов, исследователи каталогизировали изменения транскрипции генов у 20 лошадей. У некоторых были здоровые стопы, у некоторых заболевание началось на ранней стадии, у других — более тяжелая форма.
Три основных вывода о процессе болезни
Первый связан с кератином, важным структурным белком, который помогает поддерживать структурную целостность таких материалов, как волосы, ногти и копыта. Это исследование было одним из первых, в котором изучались изменения в семействе белков кератина в процессе болезни ламинита. Некоторые из генов, связанных с кератином, и генов, участвующих в регулировании производственного процесса клетки, начали уменьшаться с началом болезни. Это можно сравнить с тем, когда у автомобиля спустило колесо: он может все еще работать, но теряет соответствующую функцию и замедляется.
Другой компонент клеточного аппарата, часто изучаемый при ламините, — это класс ферментов, называемых металлопротеиназами, которые помогают поддерживать цитоскелет. Эти ферменты должны поддерживать тщательное равновесие. Копыта должны расти, но не ломаться под весом лошади, что требует баланса ремоделирования и строительства тканей. Когда металлопротеиназы становятся слишком активными, копыто начинает терять структурную прочность. Одна из предыдущих стратегий лечения этого процесса заключалась в том, чтобы не дать этим ферментам стать слишком активными. Но лечение, направленное на эти ферменты, также может остановить рост копыт, что, вероятно, приведет к дальнейшим проблемам.
Также читайте: Гидротерапия для лошадей: первая помощь при травмах
Когда кератин разлагается, воспаление копыта приводит к ламиниту. Ученые обнаружили набор генов, ответственных за запуск этого воспаления, которые могут открыть путь для будущих методов лечения. Гены заставили исследователей поверить в то, что некоторые лекарства от аутоиммунных заболеваний для людей могут помочь лошадям с ламинитом.
Изменения экспрессии генов в пораженной ткани часто отражаются в изменениях белков, которые могут быть обнаружены в крови по мере прогрессирования заболевания. Например, специфические белки или биомаркеры, которые увеличиваются в крови у людей после черепно-мозговой травмы, также были экспрессированы на более высоких уровнях в образцах от лошадей с ламинитом в этом исследовании. Врачи использовали эти соединения, чтобы понять серьезность этих травм у людей без использования изображений или более инвазивных тестов. Команда надеется, что это можно будет использовать в качестве инструмента для отслеживания прогрессирования ламинита у лошади.
«Болезнь не проявляет себя явно, пока все не стало совсем плохо», — говорит Брукс. «Инструменты раннего мониторинга и способы борьбы с болезнью были захватывающими открытиями, но нам необходимы дальнейшие исследования, прежде чем эти новые инструменты будут готовы для использования в полевых условиях».
Ученые надеются, что это исследование может привести к анализу крови для выявления этих новых биомаркеров, связанных с ламинитом, а также к лекарствам, которые являются экономичными и эффективными для лошадей с этим заболеванием.
«В конечном счете, эти новые открытия указывают нам на более целенаправленный подход к будущим исследованиям, которые, как мы надеемся, помогут найти новые решения для предотвращения и лечения этого изнурительного заболевания», — говорит Галантино-Гомер.
Источник: Университет Пенсильвании
