تكتشف الأبحاث الإنزيمات الضرورية للحفاظ على صحة القلب

تكتشف الأبحاث الإنزيمات الضرورية للحفاظ على صحة القلب

حددت دراسة جديدة إنزيمًا يلعب دورًا مهمًا في امتصاص البروتينات غير الضرورية أو التالفة في القلب، وهي عملية مهمة في الحفاظ على صحة القلب.

وفي الدراسة، وجد الباحثون أن المستويات المنخفضة من إنزيم يسمى الببتيداز 5 الخاص باليوبيكويتين، أو USP5، أدت إلى تراكم البروتينات في خلايا عضلة القلب وتسببت في نوع من أمراض القلب يسمى اعتلال عضلة القلب التوسعي في النماذج الحيوانية.

قاد الدراسة معهد ماكس بلانك لأبحاث القلب والرئة (MPI HLR) وشارك فيها باحثون من مركز راندال للفيزياء الحيوية الخلوية والجزيئية في مركز التميز البحثي بجامعة كينغز كوليدج لندن. ونشرت النتائج فييتقدم العلم.

USP5 - قوات الحماية

يعد الحفاظ على توازن البروتينات الجديدة وبناء البروتينات القديمة أو المعيبة في القلب أمرًا مهمًا لصحة القلب. لدى الجسم مصانع خاصة لإدارة النفايات (تسمى البروتيازومات) والتي تعمل على تحطيم البروتينات عندما تتضرر أو لم تعد هناك حاجة إليها. ولكن عندما تسوء هذه العملية، يمكن أن تتراكم البروتينات وتضعف وظيفة القلب، مما يؤدي إلى الإصابة بأمراض القلب.

تعد أمراض القلب الناجمة عن تراكم البروتينات غير الوظيفية (اعتلال البروتينات) سببًا شائعًا لقصور القلب. لا توجد علاجات سببية لهذه الأمراض. إن تحديد مسارات جديدة للسبب الجذري - تراكم البروتين غير المرغوب فيه - يمكن أن يخفف من العديد من هذه الحالات. "

البروفيسور ماثياس جوتيل، أستاذ أمراض القلب الجزيئية في كينغز والمؤلف المشارك في الدراسة

عندما تكون البروتينات جاهزة للتحلل، يتم "تمييزها" بعلامة جزيئية تسمى يوبيكويتين حتى يمكن نقلها إلى البروتيزوم. قبل أن يدخل البروتين إلى البروتيزوم، يتم الاحتفاظ بعلامة اليوبيكويتين وكسرها لاستخدامها مرة أخرى. يلعب USP5 دورًا حاسمًا في إعادة تدوير علامة اليوبيكويتين لضمان التوازن بين توليد البروتين وتدهوره.

في البحث عن أساليب علاجية جديدة، أظهر باحثو MPI HLR أنه في نماذج الفئران، تسبب المستويات المنخفضة من USP5 اعتلال عضلة القلب التوسعي - وهي حالة تتضخم فيها إحدى غرفتي القلب أو كلتيهما، مما يقلل من قدرتها على الانقباض.

"باستخدام التلاعب الجيني، قمنا على وجه التحديد بإلغاء تنشيط USP5 في خلايا عضلة القلب لدى الحيوانات البالغة. وعندما كان USP5 مفقودًا، أصيبت الحيوانات باعتلال عضلة القلب المتوسع نتيجة لذلك".

تضيف إيفون إيباخ، باحثة الدكتوراه في MPI HLR والمؤلفة الرئيسية المشاركة في الدراسة: "باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)، أظهرنا أن هذه الحيوانات لديها قلوب متضخمة بشكل كبير وانخفاض كبير في قدرة الضخ".

وأظهر الباحثون أنه عندما قاموا بزيادة مستويات USP5 في مزارع الخلايا ونماذج الفئران المصابة باعتلال عضلة القلب، تم تطهير خلايا القلب من البروتين "القمامة". تمكنت الفئران التي لديها مستويات متزايدة من USP5 من التكيف بشكل أفضل عندما تم وضع قلوبها تحت ضغط متزايد، وهو ما يظهر في حالات مثل ارتفاع ضغط الدم. وتعتمد هذه التجارب على خبرة مختبر جاوتيل في دراسة البروتينات المعيبة المرتبطة بأمراض القلب.

هدف علاجي محتمل

يقول البروفيسور توماس براون من MPI HLR، المؤلف الرئيسي للدراسة: "تُظهر دراستنا دور إعادة تدوير سلسلة اليوبيكويتين في اعتلال عضلة القلب التوسعي، والذي يعد USP5 ضروريًا له لأول مرة. ونحن نفترض أن تطور المرض بطيء".

يؤكد الباحثون على أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث المكثف لتحديد ما إذا كان USP5 يمكن أن يكون هدفًا لتطوير الأدوية. كخطوات تالية، يخطط الفريق لدراسة الآليات التي تؤدي إلى فقدان بروتين USP5 في اعتلال عضلة القلب التوسعي.

ويضيف البروفيسور جاوتيل: ​​"إذا أمكن العثور على طرق فعالة وعملية لتغيير مستويات USP5 في خلايا القلب، بدءًا من النماذج الخلوية والحيوانية، فقد يمهد هذا الطريق لتطوير علاجات جديدة ضد مجموعة واسعة من أمراض القلب".

مصادر: