Ганглиозид GD3 и его синтаза (ST8SIA1) как новые маркеры клеточного старения, ассоциированные с остеоартритом

Остеоартрит (ОА) — наиболее распространённое возраст-ассоциированное дегенеративное заболевание суставов, сопровождающееся воспалением синовиальной оболочки, ремоделированием субхондральной кости и разрушением хряща. Одной из значимых причин прогрессирования ОА является накопление сенесцентных клеток в суставном компартменте в течение жизни. В настоящее время отсутствуют как терапевтические подходы, так и инструменты стратификации, основанные на оценке выраженности клеточного старения при ОА. В этом исследовании ганглиозид серии b 3 (GD3) был идентифицирован как новый поверхностный маркер сенесцентных клеток, ассоциированный с ОА. Анализ транскриптома суставных тканей методом секвенирования РНК выявил повышение экспрессии синтазы GD3 ST8SIA1 в хряще, синовиальной ткани и костном мозге субхондральной кости у пациентов с ОА по сравнению со здоровыми донорами. Кроме того, была выявлена сильная корреляция экспрессии ST8SIA1 и продукции GD3 с признаками клеточного старения в трёхмерной органотипической модели хряща при ОА, созданной in vitro, а также с баллами гистологической оценки хряща в суставах человека и мышей в доклинических моделях ОА. Сортировка клеток с помощью антител к GD3 показала, что GD3-положительные хондроциты и синовиоциты человека при ОА содержат больше маркеров клеточного старения и секреторного фенотипа, ассоциированного с клеточным старением (SASP), чем GD3-отрицательные клетки, что подтверждает связь GD3 с состоянием клеточного старения. Внутрисуставное введение антител к GD3 в экспериментальной модели ОА снижало локальную экспрессию маркеров клеточного старения и ОА и сопровождалось защитой от вызванного ОА ремоделирования субхондральной кости. Полученные результаты демонстрируют убедительную связь между геном ST8SIA1, GD3 и клеточным старением в патогенезе ОА, расширяют представления о механизмах заболевания и открывают перспективы для разработки методов терапии ОА, направленных против клеточного старения.