Powszechny lek na trądzik może zapobiegać stwardnieniu tętnic
Odkładanie się wapnia lub zwapnienie pomaga utwardzić tkanki w organizmie. Utwardzanie tkanek jest niezbędne dla zdrowego rozwoju kości, ale może powodować problemy zdrowotne, gdy występuje w tętnicach.
Sztywne lub twarde tętnice utrudniają przepływ odżywczej krwi do tkanek i narządów. Może to zwiększyć ryzyko chorób sercowo-naczyniowych, takich jak wysokie ciśnienie krwi, zawał serca i udar. Może również zwiększać ryzyko demencji i innych chorób związanych z wiekiem.
Teraz naukowcy z University of Cambridge i King’s College London, oba w Wielkiej Brytanii, odkryli chemiczne zmiany, które powodują twardnienie tętnic.
Niedawny Raporty komórkowe artykuł zawiera pełny opis wyników.
Badanie koncentruje się wokół cząsteczki zwanej PAR, która jest skrótem od poli (ADP-rybozy). Naukowcy odkryli, że PAR może tworzyć „gęste kropelki cieczy z jonami wapnia”, które następnie krystalizują, gdy łączą się z elastycznymi tkankami ścian tętnic.
Przed odkryciem naukowcy sądzili, że PAR odgrywał rolę tylko w naprawie DNA. Nowe odkrycia pokazują, że sprzyja również zwapnieniu w tętnicach.
Naukowcy odkryli również, że antybiotyk minocyklina może zapobiegać stwardnieniu tętnic poprzez blokowanie zwapnienia wywołanego przez PAR.
Leczenie, które testowali na kulturach komórkowych i szczurach, nie wydaje się wpływać na kości.
Minocyklina to istniejący lek o wielu zastosowaniach. Lekarze zwykle przepisują go w leczeniu trądziku.
Zwapnienie i stwardnienie tętnic
„Stwardnienie tętnic zdarza się każdemu z wiekiem” - mówi Melinda J. Duer, profesor na Wydziale Chemii Uniwersytetu w Cambridge, „i jest przyspieszane u pacjentów poddawanych dializie, gdzie nawet dzieci rozwijają zwapnione tętnice”.
„Ale do tej pory nie wiedzieliśmy, co steruje tym procesem, a zatem jak go leczyć” - dodaje.
Duer współprowadził badanie z Catherine M. Shanahan, profesorem sygnalizacji komórkowej w King’s College London. Od ponad 10 lat badają zwapnienie tętnic.
Badania finansują British Heart Foundation (BHF) i Cycle Pharmaceuticals, firma z Cambridge.
W swojej pracy naukowej autorzy wyjaśniają, że zwapnienie, które powoduje utwardzenie tętnic, zwykle występuje w dwóch miejscach w naczyniu krwionośnym. Jedno miejsce to błona wewnętrzna lub tkanka wyściełająca ścianę naczynia krwionośnego. Zwapnienie w tym miejscu występuje jako część miażdżycy.
Drugie miejsce, w którym następuje stwardnienie tętnicy, znajduje się w ośrodku lub tkance wewnątrz ściany naczynia krwionośnego. Utwardzanie mediów następuje zwykle podczas starzenia.
Shanahan wyjaśnia, że w tym konkretnym badaniu chcieli dowiedzieć się, co wyzwala zwapnienie, które przyjmuje postać kryształów fosforanu wapnia.
Byli szczególnie zainteresowani odkryciem, dlaczego złogi wydają się koncentrować „wokół kolagenu i elastyny, które stanowią znaczną część ściany tętnicy”.
We wcześniejszych pracach zespoły odkryły, że PAR, który przeprowadza naprawę DNA wewnątrz komórek, może również działać poza komórkami jako czynnik napędzający produkcję tkanki kostnej.
To odkrycie skłoniło ich do zastanowienia się, czy PAR może również odgrywać rolę w zwapnieniu innych tkanek.
Ponadto, gdy komórki ulegają stresowi oksydacyjnemu i uszkodzeniu DNA, wyrażają dwa enzymy wytwarzające PAR - PARP1 i PARP2. Naukowcy często widzieli, że stres oksydacyjny i uszkodzenie DNA mogą towarzyszyć zwapnieniu kości i naczyń krwionośnych.
Komórki eksportują PAR pod wpływem stresu
W ramach nowych badań naukowcy wykorzystali „metody ultrastrukturalne”, aby zobaczyć, co dzieje się na poziomie molekularnym, gdy komórki ulegają stresowi.
Odkryli, że gdy komórki giną w wyniku stresu oksydacyjnego, eksportują PAR. Ponieważ PAR ma silne powinowactwo do jonów wapnia, gdy znajdzie się poza komórką, wiąże się mocno z wapniem, a nie z innymi minerałami.
W procesie tym powstają duże kropelki wapnia, które przyczepiają się do kolagenu i elastyny, materiałów w ścianach tętnic, które nadają naczyniom elastyczność. Kiedy kropelki przyczepiają się do elastycznych materiałów, zestalają się w kryształki, zmniejszając elastyczność i usztywniając tętnice.
Duer mówi, że najpierw dokonali tego odkrycia przez przypadek, a potem kontynuowali. „Nigdy nie przewidzieliśmy, że jest to spowodowane przez PAR” - zauważa.
Po ustaleniu roli PAR w zwapnieniu tętnic zespoły poszukiwały sposobu, aby to zatrzymać. Oczywistym rozwiązaniem było poszukiwanie inhibitora PARP, który jest cząsteczką blokującą wytwarzanie PAR poprzez blokowanie jednego z enzymów, które go syntetyzują.
Postanowili poszukać inhibitora PARP wśród leków, które już przeszły próby na ludziach, ponieważ skróciłoby to czas opracowywania jego zastosowania jako leku zapobiegającego sztywnieniu tętnic.
Minocyklina zatrzymała twardnienie tętnic u szczurów
Z pomocą Cycle Pharmaceuticals naukowcy zidentyfikowali i przetestowali sześć cząsteczek spełniających ich kryteria. Jedna z nich, minocyklina, okazała się bardzo skuteczna w powstrzymywaniu sztywności tętnic u szczurów z długotrwałą chorobą nerek.
Zespół ma nadzieję, że w ciągu najbliższych 2 lat przeprowadzi próby leczenia na ludziach.
Prof. Jeremy Pearson, zastępca dyrektora medycznego w BHF, mówi, że naukowcy ujawnili mechanizm zwapnienia tętnic, a także pokazali, czym różni się ono od zwapnienia kości.
„W ten sposób, dodaje,„ byli w stanie zidentyfikować potencjalną metodę leczenia mającą na celu zmniejszenie zwapnienia naczyń krwionośnych bez negatywnego wpływu na kości ”.
„Ten rodzaj leczenia byłby korzystny dla wielu osób i niecierpliwie czekamy na wyniki przewidywanych badań klinicznych, sprawdzających, czy ten lek spełnia swoją wczesną obietnicę”.
Prof. Jeremy Pearson
