Die Forschung entdeckt Enzym, die für die Aufrechterhaltung der Herzgesundheit wesentlich sind

Eine neue Studie hat ein Enzym identifiziert, das eine wichtige Rolle bei der Aufnahme unnötiger oder beschädigter Proteine ​​im Herzen spielt – ein wichtiger Prozess zur Aufrechterhaltung der Herzgesundheit.

In der Studie fanden die Forscher fest, dass niedrige Spiegel eines Enzyms namens „Ubiquitin-spezifischer Peptidase 5“ oder USP5 zum Aufbau von Proteinen in Herzmuskelzellen führen und eine Art Herzerkrankung ausgelöst haben, die als erweiterte Kardiomyopathie in Tiermodellen bezeichnet wird.

Die Studie wurde vom Max -Planck -Institut für Herz- und Lungerforschung (MPI HLR) geleitet und beteiligte sich Forscher des Randall Center for Cell & Molecular Biophysics am King’s College London BHF Center of Research Excellence. Die Ergebnisse wurden in veröffentlicht in Wissenschaft Fortschritte.

USP5 -Schutzkräfte

Die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts neuer Proteine ​​und das Aufbau von alten oder fehlerhaften im Herzen ist für die Herzgesundheit wichtig. Der Körper verfügt über spezielle Abfallbewirtschaftungsfabriken (als Proteasome genannt), die Proteine ​​abbauen, wenn sie beschädigt werden oder nicht mehr benötigt werden. Aber wenn dieser Prozess schief geht, können Proteine ​​die Funktion des Herzens aufbauen und beeinträchtigen, was zu Herzerkrankungen führt.

Herzerkrankungen, die durch die Akkumulation von nicht funktionsfähigem Protein „Junk“ (Proteinopathien) verursacht werden, sind häufige Ursachen für Herzinsuffizienz. Es gibt keine kausalen Therapien für diese Krankheiten. Die Identifizierung neuartiger Wege für die Grundursache – die Akkumulation von fehlgefaltetem Protein „Junk“ – könnte viele dieser Bedingungen lindern. „

Professor Mathias Gautel, Professor für molekulare Kardiologie bei King’s und Co-Autor in der Studie

Wenn Proteine ​​bereit sind, abgebaut zu werden, werden sie mit einem molekularen Marker namens Ubiquitin „markiert“, damit sie zum Proteasom transportiert werden können. Bevor das Protein in das Proteasom eintritt, wird das Ubiquitin -Tag abgehalten und abgebrochen, um wieder verwendet zu werden. USP5 spielt eine entscheidende Rolle bei der Recycling des Ubiquitin -Tags, um ein Gleichgewicht zwischen der Generation und dem Abbruch von Proteinen zu gewährleisten.

Bei der Suche nach neuen therapeutischen Ansätzen zeigten die Forscher von MPI HLR, dass in Mausmodellen niedrige USP5 -Spiegel eine erweiterte Kardiomyopathie verursachen – eine Erkrankung, bei der sich eine oder beide Herzkammern vergrößern, was ihre Vertragsfähigkeit verringert.

„Mit genetischer Manipulation deaktivierten wir USP5 in den Herzmuskelzellen erwachsener Tiere spezifisch. Als USP5 fehlte, entwickelten die Tiere dadurch eine erweiterte Kardiomyopathie“ Papier.

„Mithilfe der Magnetresonanztomographie (MRT) haben wir gezeigt, dass diese Tiere signifikant vergrößerte Herzen und eine stark reduzierte Pumpkapazität hatten“, fügt Yvonne Eibach, Doktorforscher bei MPI HLR und Co-Lead-Autor des Papiers, hinzu.

Die Forscher zeigten, dass die Herzzellen, als sie die USP5 -Niveaus in Zellkulturen und Mausmodellen für Kardiomyopathie erhöhten, aus dem Protein „Müll“ gelöscht wurden. Mäuse mit erhöhtem USP5 -Gehalt konnten besser fertig werden, wenn ihre Herzen unter erhöhter Druckstress gestellt wurden, was bei Bedingungen wie hohem Blutdruck zu sehen ist. Diese Experimente basieren auf dem Fachwissen des Gautel -Labors bei der Untersuchung fehlerhafter Proteine, die an Herzerkrankungen beteiligt sind.

Ein potenzielles therapeutisches Ziel

„Unsere Studie zeigt die Rolle der Ubiquitinkette Recycling bei erweiterter Kardiomyopathie, für die USP5 zum ersten Mal unerlässlich ist. Wir gehen davon aus Langsamt das Fortschreiten der Krankheit „, sagt Professor Thomas Braun vom MPI HLR, Senior Autor der Studie.

Die Forscher betonen, dass umfangreiche weitere Untersuchungen erforderlich sind, um festzustellen, ob USP5 ein Ziel für die Arzneimittelentwicklung sein könnte. Als nächste Schritte planen die Teams, die Mechanismen zu untersuchen, die zum USP5 -Proteinverlust bei erweiterter Kardiomyopathie führen.

„Wenn festgestellt werden kann, dass effektive und praktische Möglichkeiten die USP5 -Ebenen in Herzzellen verändern, beginnend von Zell- und Tiermodellen, könnte dies den Weg zur Entwicklung neuer Therapien gegen eine breite Palette von Herzerkrankungen ebnen“, fügt Professor Gautel hinzu.

Quellen: