Активность митохондриального комплекса III: от инвазивной биопсии мышц до пациента

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 9638 (2023) Цитировать эту статью

344 доступа

Подробности о метриках

Митохондриальная дисфункция, вызванная лекарственными средствами, является частым побочным эффектом, особенно в случае статинов — наиболее часто назначаемых препаратов во всем мире. Было показано, что эти препараты ингибируют комплекс III (CIII) процесса окислительного фосфорилирования митохондрий, который связан с мышечной болью. Поскольку мышечная боль является наиболее распространенной жалобой у лиц, принимающих статины, очень важно отличать ее от других причин миалгии, чтобы предотвратить ненужное прекращение лекарственной терапии. Однако для диагностики ингибирования CIII в настоящее время требуется биопсия мышц, которая является инвазивной и непригодной для рутинного тестирования. Менее инвазивные альтернативы для измерения активности митохондриального комплекса пока доступны только для комплексов I и IV. Здесь мы описываем неинвазивный спектрофотометрический метод определения каталитической активности CIII с использованием буккальных мазков, который мы проверили на когорте пользователей статинов и нестатинов. Наши данные показывают, что CIII можно надежно измерить в буккальных мазках, о чем свидетельствуют воспроизводимые результаты, превышающие предел обнаружения. Рекомендуется дальнейшая проверка в крупномасштабных клинических условиях.

Митохондриальная миопатия обычно характеризуется морфологически и биохимически нарушенными митохондриями, что приводит к снижению выработки энергии. Эти отклонения в основном имеют генетическое происхождение, однако многие лекарства также могут вызывать митохондриальную дисфункцию, ярким примером которой являются статины1.

Статины являются наиболее часто назначаемыми в мире препаратами для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, которыми пользуются более 180 миллионов человек во всем мире, но их использование также связано с различными побочными эффектами2,3. Мышечные жалобы отмечаются у 7–29% всех пользователей и варьируются от обычной мышечной ригидности до редких опасных для жизни случаев рабдомиолиза2,4,5,6. Ранее мы показали, что статины ингибируют митохондриальный комплекс III (CIII)7, а активность CIII обратно коррелирует с интенсивностью мышечной боли у симптоматических пользователей статинов8. Таким образом, эти результаты позволяют предположить, что активность CIII может быть полезна для выявления мышечных симптомов, вызванных статинами (SAMS), поскольку в настоящее время не существует объективного или окончательного диагностического теста9,10,11. Существует множество различных определений SAMS и различных протоколов, которые проверяют, насколько вероятны мышечные жалобы, вызванные статинами. Они основаны на субъективных опросниках (например, SAMS-CI) или (косвенных) лабораторных отклонениях (например, значительном повышении уровня КФК или ферментов печени)10,11,12,13,14,15. Более конкретный тест для выявления SAMS представлял бы особый интерес в контексте недавно опубликованного метаанализа, предполагающего, что большинство сообщаемых мышечных жалоб не связаны с использованием статинов16. Было показано, что другие факторы, такие как сопутствующие заболевания (например, гипотиреоз, ревматическая полимиалгия, дефицит витамина D), недавняя интенсивная физическая активность или травма, вирусная инфекция и полипрагмазия, вызывают мышечную боль, и их следует отличать от боли, вызванной применением статинов12,15,17 ,18,19. Это различие особенно важно, поскольку несоблюдение режима терапии статинами создает большое бремя сердечно-сосудистой заболеваемости и смертности11.

Каталитическая активность CIII, как и другие комплексы системы окислительного фосфорилирования (OXPHOS)20,21, обычно определяется посредством колориметрических измерений в биоптатах мышц или клеточных фракциях22. Биопсия мышц вызывает значительную нагрузку на пациента23, и менее инвазивная альтернатива для измерения активности комплексов I и IV доступна путем проведения спектрофотометрических анализов и анализов иммунозахвата в клетках, полученных из буккальных мазков24,25,26,27. Последний метод, по-видимому, показывает хорошую корреляцию с более традиционными методами: R2 находится в диапазоне от 0,49 до 0,99 для измерений активности комплексов I и IV24,25,26,27. Однако аналогичный анализ для CIII отсутствует. Здесь мы адаптировали и утвердили метод измерения активности CIII, основанный на ферментативном восстановлении цитохрома C28, чтобы его можно было использовать в считывателях микропланшетов на спектрофотометрах с использованием неинвазивных образцов буккальных мазков. Чувствительность и достоверность этого измерения были проверены на большой группе контрольных субъектов и пользователей статинов с мышечными жалобами и без них.