Každý zná ten pocit pálení v nohou při dlouhém sjíždění strmého svahu. Je to způsobeno mikrotrhlinami v buněčné membráně našich svalových vláken. Tyto otvory v buněčných obalech musí být co nejdříve uzavřeny, jinak svalové buňky odumřou. Výzkumníci z KIT byli schopni pozorovat tento opravný proces pomocí mikroskopie s vysokým rozlišením v reálném čase. Trvá jen několik sekund, než proteiny z vnitřku poraněné buňky vytvoří opravnou záplatu, která konečně uzavře díru v membráně. Výzkumníci z KIT nyní prokázali, že scavengerové buňky pohybující se ve svalu prakticky provádějí nano-chirurgii, aby později odstranili tuto opravnou záplatu a obnovili normální strukturu buněčné membrány.
Buňky našich kosterních svalů mají účinné mechanismy pro opravu prasklin v jejich buněčných membránách. Tyto ruptury jsou způsobeny mechanickým namáháním, kterému vystavujeme svaly i při zdravém cvičení. Buněčná membrána je důležitou bariérou, která je nezbytná pro správné fungování a přežití buněk. Pokud se tato bariéra zhroutí a nelze ji rychle opravit, svalová buňka odumře, což má za následek ztrátu svalové hmoty. Lidé, jejichž opravné proteiny, např. dysferlin, nefungují správně, rozvíjejí atrofii svalů, která vede k nejtěžším postižením a předčasné smrti.
V rámci projektu interdisciplinární spolupráce výzkumných týmů KIT vedených Uwe Strählem a Gerdem Ulrichem Nienhausem vyvinuli doktorandi Volker Middel a Lu Zhuo nové techniky pro pozorování procesů opravy membrán s ultra vysokým rozlišením v reálném čase u člověka. buňkách a ve svalových buňkách embryí zebřiček. Prokázali, že opravná náplast, která se sama sestavila z opravných proteinů, jako je dysferlin nebo annexiny, také akumulovala fosfatidylserin lipid. Fosfatidylserin je známý předkrm pro scavenger buňky, takzvané makrofágy.
Výzkumníci KIT představili film, který ukazuje, jak se makrofágy skutečně přichytí k opravné záplatě a sežerou ji. Teprve po odstranění náplasti je buněčný obal plně obnoven. Oprava membrány ve svalových vláknech tedy vyžaduje, kromě tvorby opravných záplat v poraněné buňce, pomoc makrofágů pohybujících se ve svalu. Výzkumníci dále prokázali, že krátká aminokyselinová sekvence v opravném proteinu dysferlinu je zodpovědná za transport fosfatidylserinu. Je pozoruhodné, že existují pacienti s myopatií, kteří mají defekt právě v této sekvenci proteinu dysferlin. Nové poznatky proto mohou přispět k rozvoji terapií proti svalové atrofii.
