Изследванията откриват ензими, които са от съществено значение за поддържане на здравето на сърцето

Изследванията откриват ензими, които са от съществено значение за поддържане на здравето на сърцето

Ново проучване идентифицира ензим, който играе важна роля в усвояването на ненужни или увредени протеини в сърцето - важен процес за поддържане на здравето на сърцето.

В проучването изследователите установиха, че ниските нива на ензим, наречен убиквитин-специфична пептидаза 5, или USP5, водят до натрупване на протеини в клетките на сърдечния мускул и предизвикват вид сърдечно заболяване, наречено дилатативна кардиомиопатия при животински модели.

Проучването е ръководено от Института Макс Планк за изследване на сърцето и белите дробове (MPI HLR) и включва изследователи от Randall Center for Cell & Molecular Biophysics към King's College London BHF Center of Research Excellence. Резултатите са публикувани вНауката напредва.

USP5 - защитни сили

Поддържането на баланса на новите протеини и изграждането на стари или дефектни в сърцето е важно за здравето на сърцето. Тялото има специални фабрики за управление на отпадъците (наречени протеазоми), които разграждат протеините, когато се повредят или вече не са необходими. Но когато този процес се обърка, протеините могат да се натрупат и да нарушат сърдечната функция, което води до сърдечни заболявания.

Сърдечните заболявания, причинени от натрупването на нефункционални протеинови „боклуци“ (протеинопатии), са честа причина за сърдечна недостатъчност. Няма причинно-следствени терапии за тези заболявания. Идентифицирането на нови пътища към първопричината – натрупването на неправилно нагънати протеинови „боклуци“ – може да облекчи много от тези състояния. “

Професор Матиас Гаутел, професор по молекулярна кардиология в King's и съавтор в изследването

Когато протеините са готови за разграждане, те се „маркират“ с молекулярен маркер, наречен убиквитин, така че да могат да бъдат транспортирани до протеазомата. Преди протеинът да навлезе в протеазомата, етикетът на убиквитин се задържа и отчупва, за да се използва отново. USP5 играе решаваща роля в рециклирането на етикета на убиквитин, за да се осигури баланс между генерирането и разграждането на протеини.

В търсене на нови терапевтични подходи изследователите на MPI HLR показаха, че при миши модели ниските нива на USP5 причиняват дилатативна кардиомиопатия - състояние, при което едната или двете камери на сърцето се уголемяват, намалявайки способността им да се свиват.

„Използвайки генетична манипулация, ние специално деактивирахме USP5 в клетките на сърдечния мускул на възрастни животни. Когато USP5 липсваше, в резултат на това животните развиха дилатативна кардиомиопатия“ документ.

„Използвайки ядрено-магнитен резонанс (MRI), ние показахме, че тези животни имат значително уголемени сърца и силно намален капацитет на изпомпване“, добавя Ивон Айбах, докторант в MPI HLR и съавтор на статията.

Изследователите показват, че когато повишат нивата на USP5 в клетъчни култури и миши модели на кардиомиопатия, сърдечните клетки се изчистват от „отпадъчния“ протеин. Мишки с повишени нива на USP5 успяха да се справят по-добре, когато сърцата им бяха поставени под повишено напрежение, което се наблюдава при състояния като високо кръвно налягане. Тези експерименти се основават на опита на лабораторията Gautel в изучаването на дефектни протеини, участващи в сърдечни заболявания.

Потенциална терапевтична цел

"Нашето проучване показва ролята на рециклирането на веригата на убиквитин при дилатативна кардиомиопатия, за която USP5 е от съществено значение за първи път. Предполагаме, че прогресията на заболяването е бавна", казва професор Томас Браун от MPI HLR, старши автор на изследването.

Изследователите подчертават, че са необходими обширни допълнителни изследвания, за да се определи дали USP5 може да бъде цел за разработване на лекарства. Като следващи стъпки, екипите планират да проучат механизмите, които водят до загуба на USP5 протеин при разширена кардиомиопатия.

„Ако могат да бъдат намерени ефективни и практични начини за промяна на нивата на USP5 в сърдечните клетки, като се започне от клетъчни и животински модели, това може да проправи пътя към разработването на нови терапии срещу широк спектър от сърдечни заболявания“, добавя професор Гаутел.

източници: