Nowo odkryta cząsteczka może leczyć niewydolność serca
W przypadku niewydolności serca serce nie jest w stanie skutecznie pompować krwi w całym organizmie. Jednym z kluczowych czynników rozwoju tego stanu jest rozregulowanie wapnia. Nowo odkryta cząsteczka, która może być w stanie rozwiązać ten problem, może stać się kolejnym celem terapeutycznym w tej chorobie serca.
Serce może się kurczyć, rozluźniać i skutecznie pompować krew w żyłach, częściowo dzięki procesowi zwanemu „cyklem wapniowym”. Proces ten umożliwia cyrkulację wapnia do iz komórek.
Cykl ten jest czasami zaburzony przez wiek osoby, co może również wpływać na szybkość lub siłę, z jaką mięsień sercowy pompuje krew.
Dlatego rozregulowanie wapnia może prowadzić do rozwoju niewydolności serca.
Do tej pory naukowcy skupiali się na opracowywaniu terapii ukierunkowanych na cząsteczkę znaną jako SERCA, której rolą jest transport jonów wapnia, zapewniający rozluźnienie mięśnia sercowego.
W niewydolności serca SERCA nie działa prawidłowo, co skłoniło niektórych naukowców do zbadania możliwości opracowania terapii genowej, która zwiększyłaby ekspresję SERCA.
Teraz jednak specjaliści z University of Texas Southwestern w Dallas i Loyola University Chicago w Illinois odkryli mikropeptyd, który nazwali „karłowatą otwartą ramką odczytu” (DWORF). Naukowcy są przekonani, że DWORF może utorować drogę do lepszych metod leczenia niewydolności serca.
„Nasze laboratorium niedawno odkryło mikropeptyd zwany [DWORF], który wiąże się bezpośrednio z SERCA i wzmacnia jego aktywność” - wyjaśnia główna autorka nowych badań, Catherine Makarewich.
„W tym badaniu zbadaliśmy terapeutyczny potencjał wysokich poziomów DWORF jako sposobu na zwiększenie aktywności SERCA i poprawę kurczliwości serca w niewydolności serca”.
Catherine Makarewich
Wpływ DWORF na pracę serca
Makarewich i zespół jako pierwszy odkryli, że DWORF wypiera cząsteczkę zwaną fosfolamban (PLN), która hamuje aktywność SERCA.
Sugeruje to, że naukowcy mogą być w stanie wykorzystać DWORF do zwiększenia aktywności SERCA, umożliwiając w ten sposób sercu odzyskanie zdolności do kurczenia się i skutecznego rozluźnienia.
W obecnym badaniu, którego ustalenia pojawiają się w czasopiśmie eLife, naukowcy pracowali z myszami, które zmodyfikowali genetycznie w celu ekspresji wyższych poziomów DWORF, wyższych poziomów PLN lub wyższych poziomów DWORF i PLN w sercu.
Porównując genetycznie zmodyfikowane gryzonie z normalnymi, naukowcy zauważyli, że myszy z wyższym poziomem DWORF miały lepszy cykl wapniowy niż zwykłe myszy.
W tym samym czasie myszy zaprojektowane do ekspresji wyższych poziomów PLN miały gorszy cykl wapniowy w porównaniu z grupą kontrolną. Wreszcie u myszy z wysokim poziomem obu cząsteczek DWORF zapobiegł wpływowi PLN.
„Atrakcyjny kandydat” do nowych terapii
Aby utrwalić te odkrycia, naukowcy ocenili również wpływ DWORF w mysim modelu kardiomiopatii rozstrzeniowej, w której serce ulega powiększeniu i nie jest w stanie wydajnie pompować krwi.
Zwykłe myszy z kardiomiopatią rozstrzeniową miały słabą funkcję lewej komory serca, części serca, która pompuje natlenioną krew do organizmu.
Myszy z kardiomiopatią rozstrzeniową, które zostały również zaprojektowane tak, aby miały wyższy poziom DWORF, wykazywały jednak lepszą funkcję lewej komory serca.
I odwrotnie, gryzonie z tymi samymi problemami z sercem, ale bez żadnego DWORF, wykazywały nawet gorszą czynność lewej komory niż kontrolne.
Makarewich i zespół zauważyli również, że myszy z wysokim poziomem DWORF nie wykazywały niektórych typowych fizjologicznych objawów kardiomiopatii, takich jak powiększenie komór serca, ścieńczenie ścian komory i większa objętość komórek mięśnia sercowego.
Ponadto myszy z wysokim poziomem DWORF nie rozwinęły nagromadzenia tkanki bliznowatej w sercu, co jest kolejną cechą charakterystyczną kardiomiopatii.
„Poprzednie próby przywrócenia SERCA w celu ochrony przed niewydolnością serca zakończyły się niepowodzeniem, ponieważ skupiały się na zwiększaniu poziomu samej SERCA” - zauważa starszy autor badania, Eric Olson.
Na podstawie obecnych ustaleń uważa jednak, że zespół mógł zidentyfikować bardziej realny cel terapeutyczny w DWORF.
„Uważamy, że zamiast tego zwiększenie poziomu DWORF może być bardziej wykonalne, a niewielki rozmiar cząsteczki DWORF może uczynić ją atrakcyjnym kandydatem na lek do terapii genowej niewydolności serca” - dodaje Olson.
