Teadusuuringud avastavad ensüüme, mis on südame tervise säilitamiseks hädavajalikud

Teadusuuringud avastavad ensüüme, mis on südame tervise säilitamiseks hädavajalikud

Uus uuring tuvastas ensüümi, mis mängib olulist rolli mittevajalike või kahjustatud valkude omastamisel südames – see on oluline protsess südame tervise säilitamisel.

Uuringus leidsid teadlased, et ubikvitiini-spetsiifilise peptidaasi 5 või USP5 ensüümi madal tase põhjustas valkude kogunemist südamelihase rakkudes ja vallandas loommudelites südamehaiguse, mida nimetatakse dilateeritud kardiomüopaatiaks.

Uuringut juhtis Max Plancki Südame- ja Kopsuuuringute Instituut (MPI HLR) ja selles osalesid teadlased King's College Londoni BHF-i teadusuuringute tippkeskuse Randalli raku- ja molekulaarbiofüüsika keskusest. Tulemused avaldati aastalTeadus edeneb.

USP5 -kaitsejõud

Uute valkude tasakaalu säilitamine ja vanade või vigaste valkude kogumine südamesse on südame tervise jaoks oluline. Organismis on spetsiaalsed jäätmekäitlustehased (nn proteasoomid), mis lagundavad valke, kui need kahjustuvad või neid enam ei vajata. Kuid kui see protsess läheb valesti, võivad valgud koguneda ja kahjustada südame tööd, põhjustades südamehaigusi.

Südamehaigused, mis on põhjustatud mittefunktsionaalse valgu "rämpsu" kogunemisest (proteinopaatiad), on südamepuudulikkuse tavaline põhjus. Nende haiguste jaoks puuduvad põhjuslikud ravimeetodid. Uute teede tuvastamine algpõhjuse – valesti volditud valgu "rämpsu" kogunemiseni - võib leevendada paljusid neist tingimustest. “

Professor Mathias Gautel, Kingsi molekulaarkardioloogia professor ja uuringu kaasautor

Kui valgud on lagundamiseks valmis, "märgistatakse" need molekulaarse markeriga, mida nimetatakse ubikvitiiniks, et neid saaks transportida proteasoomi. Enne kui valk siseneb proteasoomi, hoitakse ubikvitiini märgist kinni ja katkestatakse, et seda uuesti kasutada. USP5 mängib üliolulist rolli ubikvitiini märgise ringlussevõtul, et tagada tasakaal valgu tekke ja lagunemise vahel.

Uute terapeutiliste lähenemisviiside otsimisel näitasid MPI HLR-i teadlased, et hiiremudelites põhjustab USP5 madal tase laienenud kardiomüopaatiat - seisundit, mille korral üks või mõlemad südamekambrid suurenevad, vähendades nende kokkutõmbumisvõimet.

"Kasutades geneetilist manipuleerimist, deaktiveerisime spetsiifiliselt täiskasvanud loomade südamelihasrakkudes USP5. Kui USP5 puudus, tekkis loomadel selle tulemusena laienenud kardiomüopaatia."

"Magnetresonantstomograafia (MRI) abil näitasime, et nendel loomadel oli märkimisväärselt laienenud südamed ja oluliselt vähenenud pumpamisvõime," lisab Yvonne Eibach, MPI HLR-i doktorant ja artikli kaasautor.

Teadlased näitasid, et kui nad suurendasid USP5 taset rakukultuurides ja kardiomüopaatia hiiremudelites, puhastati südamerakud "prügi" valgust. Suurenenud USP5 tasemega hiired suutsid paremini toime tulla, kui nende süda pandi kõrgendatud rõhu all, mida täheldatakse sellistes tingimustes nagu kõrge vererõhk. Need katsed tuginevad Gauteli labori teadmistele südamehaigustega seotud vigaste valkude uurimisel.

Võimalik terapeutiline sihtmärk

"Meie uuring näitab ubikvitiini ahela ringlussevõtu rolli laienenud kardiomüopaatias, mille jaoks USP5 on esimest korda hädavajalik. Eeldame, et haiguse progresseerumine on aeglane," ütleb MPI HLR-i professor Thomas Braun, uuringu vanemautor.

Teadlased rõhutavad, et on vaja ulatuslikke täiendavaid uuringuid, et teha kindlaks, kas USP5 võib olla ravimite väljatöötamise sihtmärk. Järgmise sammuna kavatsevad meeskonnad uurida mehhanisme, mis põhjustavad USP5 valgu kadu laienenud kardiomüopaatia korral.

"Kui leitakse tõhusaid ja praktilisi viise USP5 taseme muutmiseks südamerakkudes, alustades raku- ja loomamudelitest, võib see sillutada teed uute ravimeetodite väljatöötamisele paljude südamehaiguste vastu," lisab professor Gautel.

Allikad: