Výzkum objevuje enzymy, které jsou nezbytné pro udržení zdraví srdce

Výzkum objevuje enzymy, které jsou nezbytné pro udržení zdraví srdce

Nová studie identifikovala enzym, který hraje důležitou roli při vstřebávání nepotřebných nebo poškozených proteinů v srdci – což je důležitý proces při udržování zdraví srdce.

Ve studii výzkumníci zjistili, že nízké hladiny enzymu zvaného ubikvitin-specifická peptidáza 5 nebo USP5 vedly k hromadění proteinů v buňkách srdečního svalu a spustily typ srdečního onemocnění nazývaného dilatační kardiomyopatie na zvířecích modelech.

Studii vedl Max Planck Institute for Heart and Lung Research (MPI HLR) a zapojili se do ní výzkumníci z Randall Center for Cell & Molecular Biophysics na King's College London BHF Center of Research Excellence. Výsledky byly zveřejněny vVěda postupuje.

USP5 -ochranné síly

Udržování rovnováhy nových bílkovin a vytváření starých nebo vadných bílkovin v srdci je důležité pro zdraví srdce. Tělo má speciální továrny na nakládání s odpady (nazývané proteazomy), které rozkládají proteiny, když se poškodí nebo již nejsou potřeba. Ale když se tento proces pokazí, proteiny se mohou nahromadit a zhoršit srdeční funkci, což vede k srdečním onemocněním.

Srdeční onemocnění způsobené nahromaděním nefunkčního proteinového „junk“ (proteinopatie) je častou příčinou srdečního selhání. Pro tato onemocnění neexistují žádné kauzální terapie. Identifikace nových cest k hlavní příčině – hromadění špatně složeného proteinového „nezbytku“ – by mohla zmírnit mnoho z těchto stavů. “

Profesor Mathias Gautel, profesor molekulární kardiologie na King's a spoluautor studie

Když jsou proteiny připraveny k rozkladu, jsou „označeny“ molekulárním markerem zvaným ubiquitin, aby mohly být transportovány do proteazomu. Než protein vstoupí do proteazomu, ubikvitinová značka se zadrží a odlomí, aby mohla být znovu použita. USP5 hraje klíčovou roli při recyklaci ubikvitinové značky, aby byla zajištěna rovnováha mezi tvorbou a degradací proteinu.

Při hledání nových terapeutických přístupů výzkumníci MPI HLR ukázali, že na myších modelech nízké hladiny USP5 způsobují dilatační kardiomyopatii - stav, při kterém se jedna nebo obě srdeční komory zvětšují a snižují jejich schopnost kontrahovat.

"Pomocí genetické manipulace jsme specificky deaktivovali USP5 v buňkách srdečního svalu dospělých zvířat. Když USP5 chyběl, v důsledku toho se u zvířat vyvinula dilatační kardiomyopatie."

„Pomocí zobrazování magnetickou rezonancí (MRI) jsme ukázali, že tato zvířata měla výrazně zvětšená srdce a výrazně sníženou čerpací kapacitu,“ dodává Yvonne Eibach, doktorandka na MPI HLR a spoluautorka článku.

Vědci ukázali, že když zvýšili hladiny USP5 v buněčných kulturách a myších modelech kardiomyopatie, srdeční buňky byly zbaveny „odpadkového“ proteinu. Myši se zvýšenými hladinami USP5 se dokázaly lépe vyrovnat, když byla jejich srdce vystavena zvýšenému tlakovému stresu, který je pozorován u stavů, jako je vysoký krevní tlak. Tyto experimenty čerpají z odborných znalostí laboratoře Gautel ve studiu vadných proteinů podílejících se na srdečních chorobách.

Potenciální terapeutický cíl

"Naše studie ukazuje roli recyklace ubikvitinového řetězce u dilatační kardiomyopatie, pro kterou je USP5 poprvé zásadní. Předpokládáme, že progrese onemocnění je pomalá," říká profesor Thomas Braun z MPI HLR, hlavní autor studie.

Výzkumníci zdůrazňují, že je zapotřebí rozsáhlý další výzkum, aby se zjistilo, zda by USP5 mohl být cílem pro vývoj léků. Jako další kroky plánují týmy prozkoumat mechanismy, které vedou ke ztrátě proteinu USP5 u dilatační kardiomyopatie.

„Pokud se podaří najít účinné a praktické způsoby, jak změnit hladiny USP5 v srdečních buňkách, počínaje buněčnými a zvířecími modely, mohlo by to připravit cestu k vývoji nových terapií proti široké škále srdečních chorob,“ dodává profesor Gautel.

Zdroje: