La investigación está descubriendo enzimas que son esenciales para mantener la salud del corazón.

La investigación está descubriendo enzimas que son esenciales para mantener la salud del corazón.

Un nuevo estudio ha identificado una enzima que desempeña un papel importante en la absorción de proteínas innecesarias o dañadas en el corazón, un proceso importante para mantener la salud del corazón.

En el estudio, los investigadores encontraron que los niveles bajos de una enzima llamada peptidasa 5 específica de ubiquitina, o USP5, conducían a la acumulación de proteínas en las células del músculo cardíaco y desencadenaban un tipo de enfermedad cardíaca llamada miocardiopatía dilatada en modelos animales.

El estudio fue dirigido por el Instituto Max Planck para la Investigación del Corazón y los Pulmones (MPI HLR) y en él participaron investigadores del Centro Randall de Biofísica Celular y Molecular del Centro de Excelencia en Investigación BHF del King's College de Londres. Los resultados fueron publicados enAvances de la ciencia.

USP5 -fuerzas protectoras

Mantener el equilibrio de proteínas nuevas y acumular proteínas viejas o defectuosas en el corazón es importante para la salud del corazón. El cuerpo tiene fábricas especiales de gestión de desechos (llamadas proteosomas) que descomponen las proteínas cuando se dañan o ya no son necesarias. Pero cuando este proceso sale mal, las proteínas pueden acumularse y afectar la función del corazón, provocando enfermedades cardíacas.

La enfermedad cardíaca causada por la acumulación de proteína “basura” no funcional (proteinopatías) es una causa común de insuficiencia cardíaca. No existen terapias causales para estas enfermedades. Identificar nuevas vías hasta la causa raíz (la acumulación de proteína “basura” mal plegada) podría aliviar muchas de estas afecciones. “

Profesor Mathias Gautel, profesor de Cardiología Molecular en King's y coautor del estudio

Cuando las proteínas están listas para descomponerse, se “etiquetan” con un marcador molecular llamado ubiquitina para que puedan transportarse al proteosoma. Antes de que la proteína entre en el proteosoma, la etiqueta de ubiquitina se retiene y se rompe para volver a utilizarla. USP5 juega un papel crucial en el reciclaje de la etiqueta de ubiquitina para garantizar un equilibrio entre la generación y degradación de proteínas.

En la búsqueda de nuevos enfoques terapéuticos, los investigadores de MPI HLR demostraron que en modelos de ratón, los niveles bajos de USP5 causan miocardiopatía dilatada, una afección en la que una o ambas cámaras del corazón se agrandan, reduciendo su capacidad para contraerse.

"Utilizando manipulación genética, desactivamos específicamente la USP5 en las células del músculo cardíaco de animales adultos. Cuando faltaba la USP5, los animales desarrollaban como resultado una miocardiopatía dilatada", señala el artículo.

"Utilizando imágenes por resonancia magnética (MRI), demostramos que estos animales tenían corazones significativamente agrandados y una capacidad de bombeo muy reducida", añade Yvonne Eibach, investigadora doctoral en MPI HLR y coautora principal del artículo.

Los investigadores demostraron que cuando aumentaron los niveles de USP5 en cultivos celulares y modelos de miocardiopatía en ratones, las células del corazón fueron limpiadas de la proteína "basura". Los ratones con niveles elevados de USP5 pudieron afrontar mejor cuando sus corazones fueron sometidos a una mayor presión de estrés, que se observa en condiciones como la presión arterial alta. Estos experimentos se basan en la experiencia del laboratorio Gautel en el estudio de proteínas defectuosas implicadas en enfermedades cardíacas.

Un objetivo terapéutico potencial

"Nuestro estudio muestra el papel del reciclaje de la cadena de ubiquitina en la miocardiopatía dilatada, para la cual la USP5 es esencial por primera vez. Suponemos que la progresión de la enfermedad es lenta", afirma el profesor Thomas Braun del MPI HLR, autor principal del estudio.

Los investigadores enfatizan que se necesita más investigación para determinar si la USP5 podría ser un objetivo para el desarrollo de fármacos. Como próximos pasos, los equipos planean investigar los mecanismos que conducen a la pérdida de proteína USP5 en la miocardiopatía dilatada.

"Si se pueden encontrar formas efectivas y prácticas de alterar los niveles de USP5 en las células del corazón, a partir de modelos celulares y animales, esto podría allanar el camino para desarrollar nuevas terapias contra una amplia gama de enfermedades cardíacas", añade el profesor Gautel.

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