Tutkimuksessa löydetään entsyymejä, jotka ovat välttämättömiä sydämen terveyden ylläpitämiselle

Tutkimuksessa löydetään entsyymejä, jotka ovat välttämättömiä sydämen terveyden ylläpitämiselle

Uusi tutkimus on tunnistanut entsyymin, jolla on tärkeä rooli tarpeettomien tai vaurioituneiden proteiinien imemisessä sydämessä - tärkeä prosessi sydämen terveyden ylläpitämisessä.

Tutkimuksessa tutkijat havaitsivat, että ubikvitiinispesifisen peptidaasi 5:n eli USP5:n ​​entsyymin alhaiset tasot johtivat proteiinien kertymiseen sydänlihassoluissa ja laukaisi eläinmalleissa eräänlaisen sydänsairauden, jota kutsutaan dilatoituneeksi kardiomyopatiaksi.

Tutkimusta johti Max Planckin sydän- ja keuhkotutkimusinstituutti (MPI HLR), ja siihen osallistui King's Collegen Lontoon BHF-tutkimuksen huippuyksikön Randall Center for Cell & Molecular Biophysics -keskuksen tutkijoita. Tulokset julkaistiin vTiede edistyy.

USP5 -suojavoimat

Uusien proteiinien tasapainon säilyttäminen ja vanhojen tai viallisten proteiinien kerääminen sydämeen on tärkeää sydämen terveydelle. Kehossa on erityisiä jätehuoltolaitoksia (kutsutaan proteasomeiksi), jotka hajottavat proteiineja, kun ne vaurioituvat tai niitä ei enää tarvita. Mutta kun tämä prosessi menee pieleen, proteiinit voivat kerääntyä ja heikentää sydämen toimintaa, mikä johtaa sydänsairauksiin.

Sydänsairaus, joka johtuu ei-funktionaalisen proteiinin "roskapostin" kerääntymisestä (proteinopatiat) on yleinen sydämen vajaatoiminnan syy. Näille sairauksille ei ole olemassa kausaalisia hoitoja. Uusien polkujen tunnistaminen perimmäiseen syyyn – väärin laskostuneen proteiinin ”roskan” kerääntymiseen – voisi lievittää monia näistä sairauksista. "

Professori Mathias Gautel, King'sin molekyylikardiologian professori ja tutkimuksen toinen kirjoittaja

Kun proteiinit ovat valmiita hajotettaviksi, ne "merkitään" ubiquitiiniksi kutsutulla molekyylimarkkerilla, jotta ne voidaan kuljettaa proteasomiin. Ennen kuin proteiini tulee proteasomiin, ubikvitiinimerkkiä pidetään ja katkaistaan ​​käytettäväksi uudelleen. USP5:llä on ratkaiseva rooli ubikvitiinitunnisteen kierrättämisessä proteiinin muodostumisen ja hajoamisen välisen tasapainon varmistamiseksi.

Etsiessään uusia terapeuttisia lähestymistapoja MPI HLR -tutkijat osoittivat, että hiirimalleissa USP5:n ​​alhaiset tasot aiheuttavat laajentuvaa kardiomyopatiaa - tilaa, jossa sydämen toinen tai molemmat kammiot suurenevat, mikä vähentää niiden kykyä supistua.

"Geenimanipulaatiolla deaktivoimme erityisesti USP5:n ​​aikuisten eläinten sydänlihassoluissa. Kun USP5 puuttui, eläimille kehittyi laajentunut kardiomyopatia" -paperi.

"Käyttämällä magneettikuvausta (MRI) osoitimme, että näillä eläimillä oli merkittävästi suurentunut sydän ja huomattavasti heikentynyt pumppauskapasiteetti", lisää Yvonne Eibach, MPI HLR:n tohtoritutkija ja artikkelin toinen johtaja.

Tutkijat osoittivat, että kun he lisäsivät USP5-tasoja soluviljelmissä ja kardiomyopatian hiirimalleissa, sydänsolut puhdistettiin "roskaproteiinista". Hiiret, joilla oli kohonnut USP5-taso, selviytyivät paremmin, kun heidän sydämensä joutui kohonneeseen painestressiin, mikä näkyy olosuhteissa, kuten korkeassa verenpaineessa. Nämä kokeet hyödyntävät Gautel-laboratorion asiantuntemusta sydänsairauksiin liittyvien viallisten proteiinien tutkimisessa.

Mahdollinen terapeuttinen kohde

"Tutkimuksemme osoittaa ubikitiiniketjun kierrätyksen roolin laajentuneessa kardiomyopatiassa, jossa USP5 on ensi kertaa välttämätön. Oletamme, että taudin eteneminen on hidasta", sanoo MPI HLR:n professori Thomas Braun, tutkimuksen vanhempi kirjoittaja.

Tutkijat korostavat, että tarvitaan laajaa lisätutkimusta sen selvittämiseksi, voisiko USP5 olla lääkekehityksen kohde. Seuraavina vaiheina tiimit aikovat tutkia mekanismeja, jotka johtavat USP5-proteiinin häviämiseen laajentuneessa kardiomyopatiassa.

"Jos löydetään tehokkaita ja käytännöllisiä tapoja muuttaa USP5-tasoja sydänsoluissa, alkaen solu- ja eläinmalleista, tämä voisi tasoittaa tietä uusien hoitojen kehittämiseen monenlaisia ​​sydänsairauksia vastaan", lisää professori Gautel.

Lähteet: