Istraživanja otkrivaju enzime koji su neophodni za održavanje zdravlja srca

Istraživanja otkrivaju enzime koji su neophodni za održavanje zdravlja srca

Nova studija identificirala je enzim koji ima važnu ulogu u apsorpciji nepotrebnih ili oštećenih proteina u srcu - što je važan proces u održavanju zdravlja srca.

U studiji su istraživači otkrili da niske razine enzima zvanog ubikvitin-specifična peptidaza 5, ili USP5, dovode do nakupljanja proteina u stanicama srčanog mišića i pokreću vrstu srčane bolesti koja se na životinjskim modelima naziva dilatacijska kardiomiopatija.

Studiju je vodio Institut Max Planck za istraživanje srca i pluća (MPI HLR), a uključili su istraživače iz Randall centra za staničnu i molekularnu biofiziku na King's College London BHF Center of Research Excellence. Rezultati su objavljeni uZnanost napreduje.

USP5 - zaštitne snage

Održavanje ravnoteže novih proteina i stvaranje starih ili neispravnih proteina u srcu važno je za zdravlje srca. Tijelo ima posebne tvornice za upravljanje otpadom (zvane proteasomi) koje razgrađuju proteine ​​kada se oštete ili više nisu potrebni. Ali kada ovaj proces pođe po zlu, proteini se mogu nakupiti i oslabiti rad srca, što dovodi do bolesti srca.

Bolesti srca uzrokovane nakupljanjem nefunkcionalnog proteinskog "smeća" (proteinopatije) čest su uzrok zatajenja srca. Ne postoje uzročne terapije za ove bolesti. Identificiranje novih puteva do temeljnog uzroka – nakupljanje krivo smotanog proteinskog “smeća” – moglo bi ublažiti mnoga od ovih stanja. “

Profesor Mathias Gautel, profesor molekularne kardiologije na King'su i koautor studije

Kada su proteini spremni za razgradnju, oni su "označeni" molekularnim markerom koji se zove ubikvitin kako bi se mogli transportirati do proteasoma. Prije nego protein uđe u proteasom, ubikvitinska oznaka se zadržava i odlama da bi se ponovno koristila. USP5 igra ključnu ulogu u recikliranju ubikvitinske oznake kako bi se osigurala ravnoteža između stvaranja i razgradnje proteina.

U potrazi za novim terapijskim pristupima, istraživači MPI HLR-a pokazali su da na mišjim modelima niske razine USP5 uzrokuju dilatiranu kardiomiopatiju - stanje u kojem se jedna ili obje srčane komore povećavaju, smanjujući njihovu sposobnost kontrakcije.

"Koristeći genetsku manipulaciju, posebno smo deaktivirali USP5 u stanicama srčanog mišića odraslih životinja. Kada je USP5 nedostajao, životinje su kao rezultat razvile dilatiranu kardiomiopatiju" rad.

"Upotrebom magnetske rezonancije (MRI) pokazali smo da su te životinje imale značajno povećana srca i znatno smanjen kapacitet pumpanja", dodaje Yvonne Eibach, doktorska istraživačica na MPI HLR i suvoditeljica rada.

Istraživači su pokazali da kada su povećali razine USP5 u kulturama stanica i mišjim modelima kardiomiopatije, stanice srca su očišćene od "smeća" proteina. Miševi s povećanom razinom USP5 mogli su se bolje nositi kada su im srca bila izložena povećanom pritisku, što se vidi u stanjima kao što je visoki krvni tlak. Ovi se eksperimenti oslanjaju na stručnost laboratorija Gautel u proučavanju neispravnih proteina uključenih u bolesti srca.

Potencijalni terapeutski cilj

"Naša studija pokazuje ulogu recikliranja lanca ubikvitina u dilatiranoj kardiomiopatiji, za koju je USP5 prvi put neophodan. Pretpostavljamo da je napredovanje bolesti sporo", kaže profesor Thomas Braun iz MPI HLR, viši autor studije.

Istraživači naglašavaju da su potrebna opsežna daljnja istraživanja kako bi se utvrdilo može li USP5 biti meta za razvoj lijeka. Kao sljedeći korak, timovi planiraju istražiti mehanizme koji dovode do gubitka proteina USP5 kod dilatacijske kardiomiopatije.

"Ako se mogu pronaći učinkoviti i praktični načini za promjenu razine USP5 u srčanim stanicama, počevši od staničnih i životinjskih modela, to bi moglo otvoriti put razvoju novih terapija protiv širokog spektra srčanih bolesti", dodaje profesor Gautel.

Izvori: