Forskning opdager enzymer, der er afgørende for at opretholde hjertesundheden

Forskning opdager enzymer, der er afgørende for at opretholde hjertesundheden

En ny undersøgelse har identificeret et enzym, der spiller en vigtig rolle i at absorbere unødvendige eller beskadigede proteiner i hjertet - en vigtig proces i at opretholde hjertesundheden.

I undersøgelsen fandt forskerne ud af, at lave niveauer af et enzym kaldet ubiquitin-specifik peptidase 5 eller USP5 førte til opbygning af proteiner i hjertemuskelceller og udløste en type hjertesygdom kaldet dilateret kardiomyopati i dyremodeller.

Undersøgelsen blev ledet af Max Planck Institute for Heart and Lung Research (MPI HLR) og involverede forskere fra Randall Center for Cell & Molecular Biophysics ved King's College London BHF Center of Research Excellence. Resultaterne blev offentliggjort iVidenskaben går videre.

USP5 -beskyttende kræfter

At opretholde balancen mellem nye proteiner og opbygge gamle eller defekte proteiner i hjertet er vigtigt for hjertesundheden. Kroppen har specielle affaldshåndteringsfabrikker (kaldet proteasomer), der nedbryder proteiner, når de bliver beskadiget eller ikke længere er nødvendige. Men når denne proces går galt, kan proteiner opbygges og forringe hjertets funktion, hvilket fører til hjertesygdomme.

Hjertesygdomme forårsaget af ophobning af ikke-funktionelt protein "junk" (proteinopatier) er en almindelig årsag til hjertesvigt. Der er ingen kausale terapier for disse sygdomme. At identificere nye veje til den grundlæggende årsag - ophobning af fejlfoldet protein "junk" - kunne lindre mange af disse tilstande. “

Professor Mathias Gautel, professor i molekylær kardiologi ved King's og medforfatter til undersøgelsen

Når proteiner er klar til at blive nedbrudt, "mærkes" de med en molekylær markør kaldet ubiquitin, så de kan transporteres til proteasomet. Før proteinet kommer ind i proteasomet, holdes ubiquitin-mærket og brækkes af for at blive brugt igen. USP5 spiller en afgørende rolle i genanvendelse af ubiquitin-mærket for at sikre en balance mellem proteindannelse og nedbrydning.

I søgen efter nye terapeutiske tilgange viste MPI HLR-forskere, at lave niveauer af USP5 i musemodeller forårsager dilateret kardiomyopati - en tilstand, hvor et eller begge hjertekamre forstørres, hvilket reducerer deres evne til at trække sig sammen.

"Ved brug af genetisk manipulation deaktiverede vi specifikt USP5 i hjertemuskelcellerne hos voksne dyr. Da USP5 manglede, udviklede dyrene dilateret kardiomyopati som et resultat" papir.

"Ved brug af magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) viste vi, at disse dyr havde betydeligt forstørrede hjerter og stærkt reduceret pumpekapacitet," tilføjer Yvonne Eibach, doktorgradsforsker ved MPI HLR og medforfatter af papiret.

Forskerne viste, at når de øgede USP5-niveauer i cellekulturer og musemodeller af kardiomyopati, blev hjertecellerne renset for "skrald"-proteinet. Mus med øgede niveauer af USP5 var i stand til at klare sig bedre, når deres hjerter blev placeret under øget trykstress, hvilket ses ved tilstande som forhøjet blodtryk. Disse eksperimenter trækker på Gautel-laboratoriets ekspertise i at studere defekte proteiner involveret i hjertesygdomme.

Et potentielt terapeutisk mål

"Vores undersøgelse viser, hvilken rolle ubiquitinkædegenanvendelse spiller i dilateret kardiomyopati, som USP5 er essentiel for for første gang. Vi antager, at udviklingen af ​​sygdommen er langsom," siger professor Thomas Braun fra MPI HLR, seniorforfatter af undersøgelsen.

Forskerne understreger, at der er behov for omfattende yderligere forskning for at afgøre, om USP5 kan være et mål for lægemiddeludvikling. Som næste skridt planlægger holdene at undersøge de mekanismer, der fører til USP5-proteintab i dilateret kardiomyopati.

"Hvis der kan findes effektive og praktiske måder at ændre USP5-niveauer i hjerteceller på, med udgangspunkt i celle- og dyremodeller, kan dette bane vejen for udvikling af nye terapier mod en bred vifte af hjertesygdomme," tilføjer professor Gautel.

Kilder: