Naujai atrasta molekulė gali gydyti širdies nepakankamumą
Sergant širdies nepakankamumu, širdis negali veiksmingai perpumpuoti kraujo visame kūne. Vienas iš pagrindinių šios būklės vystymosi veiksnių yra kalcio reguliavimas. Naujai atrasta molekulė, galinti išspręsti šią problemą, gali tapti kitu terapiniu šios širdies ligos taikiniu.
Širdis gali efektyviai susitraukti, atsipalaiduoti ir pumpuoti kraują per venas iš dalies dėl proceso, vadinamo „kalcio dviračiu“. Šis procesas leidžia kalciui cirkuliuoti ląstelėse ir iš jų.
Šį ciklą kartais pablogina žmogaus amžius, o tai taip pat gali turėti įtakos širdies raumens išsiskyrimo greičiui ar stiprumui.
Dėl kalcio reguliavimo sutrikimo gali išsivystyti širdies nepakankamumas.
Iki šiol mokslininkai sutelkė dėmesį į terapijos, nukreiptos į molekulę, vadinamą SERCA, kūrimą, kurios vaidmuo yra transportuoti kalcio jonus, užtikrinant širdies raumens atsipalaidavimą.
Sergant širdies nepakankamumu, SERCA neveikia tinkamai, todėl kai kurie mokslininkai paskatino ieškoti genų terapijos, kuri padidintų SERCA išraišką, plėtros galimybių.
Tačiau dabar Teksaso pietvakarių universiteto Dalase ir Čikagos Loyolos universiteto Ilinojuje specialistai atrado mikropeptidą, kurį pavadino „nykštuko atviru skaitymo rėmu“ (DWORF). Mokslininkai mano, kad DWORF gali atverti kelią į geresnį širdies nepakankamumo gydymą.
„Mūsų laboratorija neseniai atrado mikropeptidą, vadinamą [DWORF], kuris tiesiogiai jungiasi su SERCA ir sustiprina jo veiklą“, - paaiškina šio naujo tyrimo vadovė Catherine Makarewich.
"Šiame tyrime mes ištyrėme didelio DWORF lygio terapinį potencialą, kaip būdą padidinti SERCA aktyvumą ir pagerinti širdies susitraukimą sergant širdies nepakankamumu."
Catherine Makarewich
DWORF poveikis širdies funkcijai
Makarewichas ir komanda pirmiausia nustatė, kad DWORF išstumia molekulę, vadinamą fosfolambanu (PLN), kuri slopina SERCA aktyvumą.
Tai leido manyti, kad mokslininkai gali panaudoti DWORF, kad padėtų padidinti SERCA veiklą, taip leisdami širdžiai atgauti gebėjimą susitraukti ir efektyviai atsipalaiduoti.
Šiame tyrime, kurio išvados pateikiamos žurnale „eLife“, mokslininkai dirbo su pelėmis, kurias jie genetiškai sukonstravo, norėdami išreikšti aukštesnį DWORF lygį, aukštesnį PLN lygį arba didesnį DWORF ir PLN kiekį širdyje.
Palyginę genų inžinerijos būdu gautus graužikus su įprastais, mokslininkai pastebėjo, kad pelėms, kurių DWORF lygis didesnis, kalcio ciklas buvo geresnis nei įprastų pelių.
Tuo pačiu metu pelėms, sukurtoms ekspresuoti aukštesnį PLN kiekį, kalcio ciklas buvo prastesnis, palyginti su kontrolinėmis. Galiausiai pelėse, kuriose buvo didelis abiejų molekulių kiekis, DWORF užkirto kelią PLN poveikiui.
„Patrauklus kandidatas“ naujoms terapijoms
Siekdami įtvirtinti šias išvadas, mokslininkai taip pat įvertino DWORF poveikį taikydami pelių išsiplėtusios kardiomiopatijos modelį, kai širdis padidėja ir negali efektyviai pumpuoti kraujo.
Paprastoms pelėms, turinčioms išsiplėtusią kardiomiopatiją, blogai veikė kairysis širdies skilvelis - širdies dalis, kuri pumpuoja deguonies turinčią kraują kūno link.
Pelės su išsiplėtusia kardiomiopatija, kurios taip pat buvo sukurtos dėl didesnio DWORF kiekio, vis dėlto parodė geresnę kairiojo širdies skilvelio funkciją.
Ir atvirkščiai, graužikams, turintiems tą pačią širdies problemą, bet visai neturintiems DWORF, kairiojo skilvelio funkcija buvo dar prastesnė nei kontrolinės.
Makarewichas ir komanda taip pat pažymėjo, kad pelėms, turinčioms aukštą DWORF lygį, nebuvo jokių įprastų fiziologinių kardiomiopatijos požymių, tokių kaip padidėjusios širdies kameros, kameros sienelių plonėjimas ir didesnis širdies raumens ląstelių tūris.
Taip pat pelėms, kurių DWORF lygis buvo aukštas, nesusidarė rando audinys širdyje, o tai yra dar viena kardiomiopatijos charakteristika.
"Ankstesni bandymai atkurti SERCA apsaugoti nuo širdies nepakankamumo buvo nesėkmingi, nes jie sutelkė dėmesį į didėjantį pačios SERCA kiekį", - pažymi tyrimo vyresnysis autorius Ericas Olsonas.
Remdamasis dabartinėmis išvadomis, jis mano, kad komanda galėjo nustatyti perspektyvesnį terapinį tikslą DWORF.
"Mes manome, kad vietoj to didinti DWORF lygį gali būti lengviau ir kad mažas DWORF molekulės dydis gali padaryti ją patrauklia kandidate į genų terapijos vaistus nuo širdies nepakankamumo", - priduria Olsonas.
