Pētījumi atklāj fermentus, kas ir būtiski sirds veselības uzturēšanai

Pētījumi atklāj fermentus, kas ir būtiski sirds veselības uzturēšanai

Jaunā pētījumā konstatēts enzīms, kam ir svarīga loma nevajadzīgu vai bojātu proteīnu absorbēšanā sirdī – tas ir svarīgs process sirds veselības saglabāšanā.

Pētījumā pētnieki atklāja, ka zems enzīma, ko sauc par ubikvitīnam specifisko peptidāzi 5 vai USP5, līmenis izraisīja proteīnu uzkrāšanos sirds muskuļa šūnās un izraisīja sirds slimības veidu, ko sauc par paplašinātu kardiomiopātiju dzīvnieku modeļos.

Pētījumu vadīja Maksa Planka Sirds un plaušu pētniecības institūts (MPI HLR), un tajā piedalījās pētnieki no Randala Šūnu un molekulārās biofizikas centra Londonas King's College BHF pētniecības izcilības centrā. Rezultāti tika publicētiZinātne progresē.

USP5 -aizsardzības spēki

Sirds veselībai ir svarīgi uzturēt jaunu proteīnu līdzsvaru un uzkrāties vecos vai bojātos proteīnus. Organismā ir īpašas atkritumu apsaimniekošanas rūpnīcas (ko sauc par proteasomām), kas sadala olbaltumvielas, kad tās tiek bojātas vai vairs nav vajadzīgas. Bet, kad šis process noiet greizi, olbaltumvielas var uzkrāties un pasliktināt sirds darbību, izraisot sirds slimības.

Sirds slimība, ko izraisa nefunkcionālu olbaltumvielu “junk” uzkrāšanās (proteinopātijas), ir izplatīts sirds mazspējas cēlonis. Šīm slimībām nav cēloņsakarību terapijas. Noskaidrojot jaunus ceļus uz galveno cēloni – nepareizi salocītu proteīnu “atkritumu” uzkrāšanos – varētu atvieglot daudzus no šiem stāvokļiem. "

Profesors Matiass Gautels, Kinga molekulārās kardioloģijas profesors un pētījuma līdzautors

Kad olbaltumvielas ir gatavas sadalīšanai, tās tiek “marķētas” ar molekulāro marķieri, ko sauc par ubikvitīnu, lai tos varētu transportēt uz proteasomu. Pirms olbaltumvielas nonāk proteasomā, ubikvitīna marķējums tiek turēts un nojaukts, lai to izmantotu vēlreiz. USP5 ir izšķiroša loma ubikvitīna marķējuma pārstrādē, lai nodrošinātu līdzsvaru starp olbaltumvielu veidošanos un sadalīšanos.

Meklējot jaunas terapeitiskās pieejas, MPI HLR pētnieki parādīja, ka peles modeļos zems USP5 līmenis izraisa paplašinātu kardiomiopātiju - stāvokli, kurā viena vai abas sirds kameras palielinās, samazinot to spēju sarauties.

"Izmantojot ģenētiskās manipulācijas, mēs īpaši deaktivizējām USP5 pieaugušo dzīvnieku sirds muskuļa šūnās. Kad USP5 trūka, dzīvniekiem attīstījās paplašināta kardiomiopātija."

"Izmantojot magnētiskās rezonanses attēlveidošanu (MRI), mēs parādījām, ka šiem dzīvniekiem ir ievērojami palielinātas sirdis un ievērojami samazināta sūknēšanas jauda," piebilst Ivonna Eibaha, MPI HLR doktorantūras pētniece un darba līdzautore.

Pētnieki parādīja, ka, palielinot USP5 līmeni šūnu kultūrās un kardiomiopātijas peļu modeļos, sirds šūnas tika atbrīvotas no "atkritumu" proteīna. Peles ar paaugstinātu USP5 līmeni spēja tikt galā labāk, kad viņu sirdis tika pakļautas paaugstinātam spiedienam, kas novērojams tādos apstākļos kā augsts asinsspiediens. Šie eksperimenti balstās uz Gautel laboratorijas pieredzi, pētot bojātus proteīnus, kas saistīti ar sirds slimībām.

Potenciāls terapeitiskais mērķis

"Mūsu pētījums parāda ubikvitīna ķēdes pārstrādes lomu paplašinātā kardiomiopātijā, kurai USP5 ir būtiska pirmo reizi. Mēs pieņemam, ka slimības progresēšana ir lēna," saka profesors Tomass Brauns no MPI HLR, pētījuma vecākais autors.

Pētnieki uzsver, ka ir nepieciešami plaši turpmāki pētījumi, lai noteiktu, vai USP5 varētu būt zāļu izstrādes mērķis. Kā nākamos soļus komandas plāno izpētīt mehānismus, kas izraisa USP5 proteīna zudumu paplašinātas kardiomiopātijas gadījumā.

"Ja var atrast efektīvus un praktiskus veidus, kā mainīt USP5 līmeni sirds šūnās, sākot no šūnu un dzīvnieku modeļiem, tas varētu pavērt ceļu jaunu terapiju izstrādei pret plašu sirds slimību klāstu," piebilst profesors Gautels.

Avoti: