Širdies nepakankamumas: Naujas vaistas gali sustabdyti ligą ir pagerinti širdies veiklą
Širdies nepakankamumas atsiranda tada, kai širdis praranda gebėjimą efektyviai pumpuoti kraują. Dabartinis gydymas gali sulėtinti arba sustabdyti ligos pablogėjimą, tačiau jie negali jos regresuoti. Dabar mokslininkai sukūrė molekulę, kuri galėtų ne tik pažaboti širdies nepakankamumą, bet ir pagerinti širdies kraujo pumpavimo galimybes.
Brazilijos ir JAV mokslininkai, sukūrę ir išbandę eksperimentinį vaistą, pavadino jį „SAMβA“, kuris yra trumpas „selektyvus mitofusino 1-β2PKC asociacijos antagonistas“.
Kai mokslininkai jį davė žiurkėms, sergančioms širdies nepakankamumu, molekulė ne tik sustabdė ligos progresavimą, bet ir sumažino jos sunkumą, pagerindama širdies raumens gebėjimą susitraukti.
Žurnalas Gamtos komunikacijos dabar paskelbė straipsnį apie tai, kaip mokslininkai sukūrė SAMβA ir išbandė jį su širdies ląstelėmis ir graužikų širdies nepakankamumo modeliais.
„Šiuo metu vartojami vaistai“, - sako pirmojo tyrimo autorius Julio C. B. Ferreira, kuris yra San Paulo universiteto (Brazilija) Biomedicinos mokslo instituto profesorius, „sustabdo ligos progresavimą, bet niekada nepriverčia jos regresuoti“.
SAMβA blokuoja specifinę baltymų mitofusino 1 (Mfn1) ir beta II baltymų kinazės C (β2PKC) sąveiką, kurių susiejimas pažeidžia mitochondrijas širdies raumens ląstelėse, todėl ląstelės žūva. Mitochondrijos yra nedideli skyriai ląstelių kūnuose, dėl kurių cheminės energijos ląstelės turi veikti ir gyventi.
"Mes parodėme, kad reguliuodami šią specifinę sąveiką galėtume ir sustabdyti progresavimą, ir priversti ligą regresuoti iki ne tokios sunkios stadijos", - aiškina prof. Ferreira.
Širdies nepakankamumas ir priežastys
Remiantis naujausiais ligų kontrolės ir prevencijos centrų (CDC) duomenimis, 2016 m. Jungtinėse Valstijose gyveno apie 5,7 mln. Žmonių, sergančių širdies nepakankamumu.
Kūno organams ir audiniams reikalingas nuolatinis deguonies ir maistinių medžiagų gausus kraujas, kad jis galėtų funkcionuoti ir būti sveikas.
Širdies nepakankamumas atsiranda, kai širdies gebėjimas pumpuoti kraują neatitinka kūno poreikių.
Sveikos širdies širdies raumuo susitraukia ir pumpuoja šviežiai deguonies turinčią kraują į aortą, iš kurios jis keliauja į likusį kūną.
Širdies nepakankamumu sergančio žmogaus širdies raumuo yra silpnas ar pažeistas ir nevisiškai susitraukia, todėl organo viduje telieka kraujas.
Širdies nepakankamumu sergantys žmonės dažnai jaučiasi pavargę ir pavargę, o kasdieniniame gyvenime gali patirti dusulį. Jie taip pat gali sunkiai kvėpuoti, kai atsigula, ir jie gali priaugti svorio dėl skrandžio, kulkšnių, kojų ar kojų patinimų.
Dažniausios širdies nepakankamumo priežastys yra ligos ir būklės, kurios silpnina ar pažeidžia širdį. Tai apima vainikinių arterijų ligą, širdies priepuolius, aukštą kraujospūdį ir diabetą.
SAMβA ‘yra selektyvus’
Nesėkmingos širdys per daug gamina baltymą β2PKC. Ankstesnis kai kurių Brazilijos mokslininkų darbas parodė, kad baltymų blokavimas pagerina širdies veiklą žmonėms, sergantiems širdies nepakankamumu.
Tačiau, nors jų naudojamas β2PKC inhibitorius pagerino širdies veiklą, baltymas taip pat sustabdė kitų dalykų, kurie padeda širdžiai, veikimą.
Naujas tyrimas rodo, kad SAMβA „yra selektyvesnis“. Tai blokuoja tik vieną specifinę sąveiką ir būtent tą, kurią β2PKC turi su Mfn1 - tą, kuri veikia mitochondrijų funkciją. Tai neturi įtakos kitai β2PKC sąveikai.
Norėdami tai parodyti, komanda atliko seriją bandymų su širdies nepakankamumu sergančių žmonių ląstelėse, graužikuose ir širdies audinio mėginiuose.
Tai atskleidžia, kad β2PKC kaupiasi ant mitochondrijų išorinės sienos ir chemiškai keičia Mfn1 funkciją, pridedant prie jos fosfatų grupę. Tai veda prie „suskaidytų ir neveikiančių mitochondrijų kaupimosi sergant širdies nepakankamumu“, pažymi tyrimo autoriai.
Mokslininkai procesą, per kurį β2PKC keičia Mfn1, vadina fosforilinimu, ir tai yra vienas iš „dažniausiai pasitaikančių“ ląstelių mechanizmų, siekiant pakeisti baltymų funkciją.
Komanda eksperimentavo su įvairiais junginiais, norėdama rasti molekulių kandidatų, kurios galėtų užblokuoti šią β2PKC ir Mfn1 sąveiką, kad būtų išvengta tolesnio mitochondrijų pažeidimo.
Jie nustatė šešias molekules, galinčias blokuoti β2PKC-Mfn1 sąveiką, tačiau iš jų tik SAMβA tai padarė tokiu būdu, kuris neturėjo įtakos kitai β2PKC sąveikai.
Tyrimai naudojant žmogaus širdies ląsteles parodė, kad, kaip ir vaistai, jau vartojami širdies nepakankamumui gydyti, SAMβA gali pažaboti ligos progresavimą.
Tačiau, skirtingai nuo įprastų gydymo būdų, kurių daugelis buvo nuo 1980-ųjų, SAMβA žengė dar vieną žingsnį: sustiprino širdies ląstelių gebėjimą susitraukti, o tai yra būtina veiksmingam kraujo pumpavimui.
Tyrėjai pastebėjo, kad SAMβA taip pat sumažino oksidacinio streso žymenį širdies ląstelėse. Oksidacinis stresas gali sukelti ląstelės mirtį, jei ląstelė negali nuo jos apsiginti.
Paskutiniame testų rinkinyje komanda sukėlė širdies nepakankamumą žiurkėms, išprovokuodama širdies priepuolį. Skirtingai nuo žiurkių, kurios vartojo placebą, SAMβA vartojusios nustojo rodyti širdies nepakankamumo požymius ir pagerėjo širdies veikla.
Norėdami pasiekti pažangos link klinikinio gydymo, kitos komandos dabar turi savarankiškai ištirti molekulę. Taip pat reikia patikrinti jo suderinamumą su kitais širdies nepakankamumo vaistais.
„Mūsų rezultatų patvirtinimas ir atkūrimas kitose grupėse yra labai svarbus SAMβA kūrimo procesui, naudojamam širdies nepakankamumui gydyti. Šiuo tikslu ieškosime partnerių privačiame ir viešajame sektoriuose “.
Prof. Julio C. B. Ferreira
