Чем люди отличается от мышей?
Лекарства от диабета по-разному действуют на мышей и людей из-за различий в их инсулин-синтезирующих клетках.
Вопрос в заголовке может показаться без преувеличения идиотским: мы все знаем, как выглядит мышь и как выглядит человек. Но никто не будет отрицать, что у мышей и людей много общего, и если мы пойдем по уровням организации вниз, то этого общего будет все больше.
На молекулярном уровне отличий не так уж много, в конце концов, синтез белка у всех эукариот выполняют одинаковые рибосомы.
Поэтому, когда биологи исследуют какие-то очень фундаментальные процессы, они смело пользуются животными моделями – уж если какое-то вещество подействовало на мышиную рибосому, то на человеческую оно тоже подействует.
Но, конечно, тут очень важно понимать, где сходства заканчиваются – иначе, разрабатывая лекарства на мышах, мы потом можем жестоко разочароваться, обнаружив, что на людях они не действуют. Например, так случается со средствами от диабета: вещество хорошо работает на мышах, а на людях эффекта нет.
Исследователи из Лундского университета и Королевского колледжа Лондона пишут в своей статье в Scientific Reports, что тут все дело в особенностях клеток, синтезирующих инсулин. Как известно, уровень сахара в крови очень сильно зависит от гормона инсулина, который побуждает ткани поглощать глюкозу. Инсулин производят так называемые бета-клетки поджелудочной железы.
Чтобы синтезировать нужное количество гормона и в нужное время, бета-клетки пользуются специальными рецепторами: сигнал из внешней среды, связываясь с рецептором, побуждает клетки работать активнее или же, напротив, приостановить синтез инсулина. И, когда речь заходит о лекарствах против диабета, то часто имеют в виду вещества, которые действовали бы на эти рецепторы и тем самым помогали бы удерживать уровень инсулина и сахара на нормальном уровне.
Рецепторов у бета-клеток довольно много, и набор их схож у мыши и человека. Проблема в том, что разные рецепторы мышиные и человеческие клетки синтезируют в разных количествах. Авторы работы сравнивали у мышей и людей уровень матричных РНК, соответствующих тем или иным рецепторным белкам. (Как мы знаем, генетическая информация сначала копируется с ДНК в молекулу РНК, а молекула РНК затем служит шаблоном для синтеза белка; по уровню той или иной РНК можно определить активность гена и оценить количество соответствующего готового белка.)
Оказалось, что некоторые гены бета-клеточных рецепторов работают очень активно у мышей, но почти молчат у людей. И лекарства от диабета, которые так и не дошли до клиники, часто разрабатывались, увы, как раз для таких рецепторов – понятно, что они действовали на мышей, но плохо работали у людей, у которых им просто почти не с чем было работать.
В то же время исследователи нашли целую серию рецепторных белков, которые – судя по активности их генов – есть в достаточном количестве как в человеческих, так и в мышиных инсулин-производящих клетках. Именно на подобные рецепторы разработчики лекарств могли бы обратить внимание в ближайшем будущем.
Конечно, тут можно спросить, зачем нам вообще здесь мыши. Но дело в том, что подходящего человеческого материала слишком мало, так что от животных тут никуда не деться – нужно только точно понимать, в чем они похожи на нас и в чем отличаются.
8 июля 2017
Статьи по теме:
