Moksliniais tyrimais atrandami fermentai, būtini širdies sveikatai palaikyti

Moksliniais tyrimais atrandami fermentai, būtini širdies sveikatai palaikyti

Naujas tyrimas atskleidė fermentą, kuris atlieka svarbų vaidmenį įsisavinant nereikalingus ar pažeistus baltymus širdyje – tai svarbus procesas palaikant širdies sveikatą.

Tyrimo metu mokslininkai nustatė, kad mažas fermento, vadinamo ubikvitinui specifine peptidaze 5 arba USP5, kiekis paskatino baltymų kaupimąsi širdies raumens ląstelėse ir sukėlė širdies ligą, vadinamą išsiplėtusia kardiomiopatija gyvūnų modeliuose.

Tyrimui vadovavo Maxo Plancko širdies ir plaučių tyrimų institutas (MPI HLR) ir dalyvavo mokslininkai iš Randall ląstelių ir molekulinės biofizikos centro Londono King's College BHF tyrimų kompetencijos centre. Rezultatai buvo paskelbti mMokslo pažanga.

USP5 -apsauginės jėgos

Širdies sveikatai svarbu išlaikyti naujų baltymų balansą ir kaupti senus ar sugedusius baltymus širdyje. Organizme yra specialios atliekų tvarkymo gamyklos (vadinamos proteasomomis), kurios suskaido baltymus, kai jie pažeidžiami arba nebereikalingi. Tačiau kai šis procesas vyksta neteisingai, baltymai gali kauptis ir sutrikdyti širdies veiklą, o tai sukelti širdies ligas.

Širdies liga, kurią sukelia nefunkcinių baltymų „šlamšto“ kaupimasis (proteinopatijos), yra dažna širdies nepakankamumo priežastis. Priežastinių šių ligų gydymo būdų nėra. Nustačius naujus kelius iki pagrindinės priežasties – netinkamai susilankstytų baltymų „šiukšlių“ kaupimosi – būtų galima palengvinti daugelį šių sąlygų. “

Profesorius Mathias Gautel, King's molekulinės kardiologijos profesorius ir tyrimo bendraautoris

Kai baltymai yra paruošti skaidyti, jie yra „paženklinami“ molekuliniu žymeniu, vadinamu ubikvitinu, kad būtų galima transportuoti į proteasomą. Prieš baltymui patenkant į proteasomą, ubikvitino žymė laikoma ir nulaužta, kad būtų galima vėl naudoti. USP5 atlieka lemiamą vaidmenį perdirbant ubikvitino žymę, kad būtų užtikrinta pusiausvyra tarp baltymų susidarymo ir skilimo.

Ieškodami naujų terapinių metodų, MPI HLR tyrėjai parodė, kad pelių modeliuose žemas USP5 lygis sukelia išsiplėtusią kardiomiopatiją – būklę, kai padidėja viena arba abi širdies kameros ir sumažėja jų gebėjimas susitraukti.

"Naudodami genetinę manipuliaciją, mes specialiai deaktyvavome USP5 suaugusių gyvūnų širdies raumens ląstelėse. Kai USP5 trūko, gyvūnams išsivystė išsiplėtusi kardiomiopatija".

"Naudodami magnetinio rezonanso tomografiją (MRT) parodėme, kad šių gyvūnų širdys buvo žymiai išsiplėtusios ir labai sumažintas siurbimo pajėgumas", - priduria Yvonne Eibach, MPI HLR doktorantė ir viena iš šio straipsnio autorių.

Tyrėjai parodė, kad padidinus USP5 lygį ląstelių kultūrose ir pelių kardiomiopatijos modeliuose, širdies ląstelės buvo išvalytos nuo „šiukšlių“ baltymo. Pelės, turinčios padidėjusį USP5 lygį, sugebėjo geriau susidoroti, kai jų širdys buvo patiriamos padidėjusio slėgio streso, kuris pastebimas tokiomis sąlygomis kaip aukštas kraujospūdis. Šie eksperimentai remiasi Gautel laboratorijos patirtimi tiriant klaidingus baltymus, susijusius su širdies ligomis.

Galimas terapinis tikslas

"Mūsų tyrimas rodo ubikvitino grandinės perdirbimo vaidmenį išsiplėtusioje kardiomiopatijoje, kuriai USP5 yra būtinas pirmą kartą. Manome, kad ligos progresavimas yra lėtas", - sako profesorius Thomas Braunas iš MPI HLR, vyresnysis tyrimo autorius.

Tyrėjai pabrėžia, kad norint nustatyti, ar USP5 gali būti vaistų kūrimo tikslas, reikia atlikti išsamų tyrimą. Kaip kitus žingsnius, komandos planuoja ištirti mechanizmus, kurie lemia USP5 baltymų praradimą išsiplėtusioje kardiomiopatijoje.

"Jei bus rasta veiksmingų ir praktinių būdų, kaip pakeisti USP5 lygį širdies ląstelėse, pradedant nuo ląstelių ir gyvūnų modelių, tai galėtų padėti kurti naujus gydymo būdus nuo įvairių širdies ligų", - priduria profesorius Gautelis.

Šaltiniai: