Niewydolność serca: nowy lek może zatrzymać chorobę i poprawić czynność serca
Niewydolność serca występuje, gdy serce traci zdolność skutecznego pompowania krwi. Obecne metody leczenia mogą spowolnić lub zatrzymać nasilenie choroby, ale nie mogą jej cofnąć. Teraz naukowcy opracowali cząsteczkę, która może nie tylko zahamować niewydolność serca, ale także poprawić jego zdolność pompowania krwi.
Naukowcy z Brazylii i Stanów Zjednoczonych, którzy opracowali i przetestowali eksperymentalny lek, nazwali go „SAMβA”, co jest skrótem od „selektywnego antagonisty asocjacji mitofuzyny 1-β2PKC”.
Kiedy naukowcy podali ją szczurom z niewydolnością serca, cząsteczka nie tylko powstrzymała postęp choroby, ale także zmniejszyła jej nasilenie, poprawiając zdolność mięśnia sercowego do kurczenia się.
Dziennik Nature Communications opublikował artykuł o tym, jak naukowcy opracowali SAMβA i przetestowali go na komórkach serca i modelach niewydolności serca gryzoni.
„Leki w obecnym użyciu”, mówi autor pierwszego badania Julio C. B. Ferreira, profesor w Biomedical Science Institute na Uniwersytecie w São Paulo w Brazylii, „zatrzymują [postęp] choroby, ale nigdy nie powodują jej regresu”.
SAMβA działa poprzez blokowanie specyficznej interakcji między białkami mitofuzyną 1 (Mfn1) i kinazą białkową beta II C (β2PKC), których asocjacja osłabia mitochondria w komórkach mięśnia sercowego, powodując śmierć komórek. Mitochondria to małe przedziały wewnątrz ciał komórek, które sprawiają, że komórki energii chemicznej potrzebują do funkcjonowania i życia.
„Pokazaliśmy, że regulując tę specyficzną interakcję, możemy zarówno zatrzymać postęp, jak i spowodować regres choroby do mniej poważnego stadium” - wyjaśnia prof. Ferreira.
Niewydolność serca i przyczyny
Według najnowszych danych Centers for Disease Control and Prevention (CDC), w 2016 roku w Stanach Zjednoczonych żyło około 5,7 miliona osób z niewydolnością serca.
Narządy i tkanki organizmu wymagają stałego dopływu krwi bogatej w tlen i składniki odżywcze, aby funkcjonować i pozostawać w dobrym zdrowiu.
Niewydolność serca pojawia się, gdy zdolność serca do pompowania krwi nie odpowiada potrzebom organizmu.
W zdrowym sercu mięsień sercowy kurczy się i pompuje świeżo natlenioną krew do aorty, skąd wędruje do reszty ciała.
U osoby z niewydolnością serca mięsień sercowy jest słaby lub uszkodzony i nie kurczy się całkowicie, pozostawiając trochę krwi, która gromadzi się w narządzie.
Osoby z niewydolnością serca często odczuwają zmęczenie i znużenie oraz mogą odczuwać zadyszkę w codziennym życiu. Mogą również mieć trudności z oddychaniem, gdy leżą, i mogą przybrać na wadze z powodu obrzęku brzucha, kostek, stóp lub nóg.
Najczęstszymi przyczynami niewydolności serca są choroby i stany, które osłabiają lub uszkadzają serce. Należą do nich choroba wieńcowa, zawały serca, wysokie ciśnienie krwi i cukrzyca.
SAMβA „jest selektywny”
Uszkodzone serca wytwarzają nadprodukcję białka β2PKC. Wcześniejsze prace niektórych brazylijskich naukowców wykazały, że blokowanie białka poprawia czynność serca u osób z niewydolnością serca.
Jednak, chociaż zastosowany przez nich inhibitor β2PKC, poprawiał czynność serca, powstrzymał również białko przed robieniem innych rzeczy, które pomagają sercu.
Nowe badanie pokazuje, że SAMβA „jest bardziej selektywny”. Blokuje tylko jedną specyficzną interakcję, a mianowicie tę, którą β2PKC ma z Mfn1 - tę, która wpływa na funkcję mitochondriów. Nie wpływa na inne interakcje β2PKC.
Aby to wykazać, zespół przeprowadził serię testów na komórkach, gryzoniach i próbkach tkanki serca od osób z niewydolnością serca.
Pokazuje, że β2PKC odkłada się na zewnętrznej ścianie mitochondriów i chemicznie zmienia funkcję Mfn1 poprzez dodanie do niej grupy fosforanowej. Prowadzi to do „nagromadzenia fragmentarycznych i dysfunkcyjnych mitochondriów w niewydolności serca” - zauważają autorzy badania.
Naukowcy nazywają proces, poprzez który β2PKC zmienia fosforylację Mfn1 i jest to jeden z „najpowszechniejszych” mechanizmów zmiany funkcji białek w komórkach.
Zespół eksperymentował z różnymi związkami, aby znaleźć potencjalne cząsteczki, które mogłyby zablokować tę interakcję między β2PKC i Mfn1, aby zapobiec wynikającemu z tego uszkodzeniu mitochondriów.
Zidentyfikowali sześć cząsteczek, które mogą blokować oddziaływanie β2PKC-Mfn1, ale spośród nich tylko SAMβA zrobił to w sposób, który nie wpływał na inne interakcje β2PKC.
Testy z użyciem ludzkich komórek serca wykazały, że podobnie jak leki już stosowane w leczeniu niewydolności serca, SAMβA może hamować postęp choroby.
Jednak w przeciwieństwie do konwencjonalnych metod leczenia, z których wiele było stosowanych od lat 80. XX wieku, SAMβA poszedł o krok dalej: zwiększył zdolność komórek serca do skurczu, co jest niezbędne do skutecznego pompowania krwi.
Naukowcy zaobserwowali, że SAMβA zmniejsza również marker stresu oksydacyjnego w komórkach serca. Stres oksydacyjny może wywołać śmierć komórki, jeśli komórka nie może się przed nią obronić.
W ostatniej serii testów zespół wywołał niewydolność serca u szczurów, wywołując zawał serca. W przeciwieństwie do szczurów, które otrzymały placebo, te, które otrzymały SAMβA, przestały wykazywać oznaki niewydolności serca i wykazywały poprawę funkcji serca.
Aby poczynić postępy w kierunku leczenia klinicznego, inne zespoły muszą teraz niezależnie przetestować cząsteczkę. Konieczne jest również sprawdzenie jego zgodności z innymi lekami na niewydolność serca.
„Walidacja i powielanie naszych odkryć przez inne grupy ma kluczowe znaczenie dla procesu opracowywania SAMβA do zastosowania w leczeniu niewydolności serca. W tym celu będziemy poszukiwać partnerów w sektorze prywatnym i publicznym ”.
Prof. Julio C. B. Ferreira
