A pesquisa está descobrindo enzimas que são essenciais para manter a saúde do coração

A pesquisa está descobrindo enzimas que são essenciais para manter a saúde do coração

Um novo estudo identificou uma enzima que desempenha um papel importante na absorção de proteínas desnecessárias ou danificadas no coração – um processo importante na manutenção da saúde cardíaca.

No estudo, os pesquisadores descobriram que baixos níveis de uma enzima chamada peptidase 5 específica da ubiquitina, ou USP5, levaram ao acúmulo de proteínas nas células do músculo cardíaco e desencadearam um tipo de doença cardíaca chamada cardiomiopatia dilatada em modelos animais.

O estudo foi liderado pelo Instituto Max Planck de Pesquisa do Coração e Pulmão (MPI HLR) e envolveu pesquisadores do Centro Randall de Biofísica Celular e Molecular do Centro de Excelência em Pesquisa BHF do King's College London. Os resultados foram publicados emA ciência avança.

USP5 -forças de proteção

Manter o equilíbrio de novas proteínas e acumular proteínas antigas ou defeituosas no coração é importante para a saúde do coração. O corpo possui fábricas especiais de gerenciamento de resíduos (chamadas proteassomas) que decompõem as proteínas quando elas são danificadas ou não são mais necessárias. Mas quando esse processo dá errado, as proteínas podem se acumular e prejudicar o funcionamento do coração, levando a doenças cardíacas.

As doenças cardíacas causadas pelo acúmulo de “lixo” de proteínas não funcionais (proteinopatias) são uma causa comum de insuficiência cardíaca. Não existem terapias causais para essas doenças. A identificação de novos caminhos para a causa raiz – a acumulação de “lixo” de proteínas mal dobradas – poderia aliviar muitas destas condições. “

Professor Mathias Gautel, professor de Cardiologia Molecular da King's e coautor do estudo

Quando as proteínas estão prontas para serem decompostas, elas são “marcadas” com um marcador molecular chamado ubiquitina para que possam ser transportadas para o proteassoma. Antes da proteína entrar no proteassoma, o marcador de ubiquitina é segurado e quebrado para ser usado novamente. O USP5 desempenha um papel crucial na reciclagem do marcador de ubiquitina para garantir um equilíbrio entre a geração e a degradação da proteína.

Na busca por novas abordagens terapêuticas, os pesquisadores do MPI HLR mostraram que, em modelos de camundongos, baixos níveis de USP5 causam cardiomiopatia dilatada – uma condição na qual uma ou ambas as câmaras do coração aumentam, reduzindo sua capacidade de contração.

“Usando manipulação genética, desativamos especificamente o USP5 nas células do músculo cardíaco de animais adultos. Quando o USP5 estava faltando, os animais desenvolveram cardiomiopatia dilatada como resultado”, artigo.

“Usando imagens de ressonância magnética (MRI), mostramos que esses animais tinham corações significativamente aumentados e capacidade de bombeamento bastante reduzida”, acrescenta Yvonne Eibach, pesquisadora de doutorado no MPI HLR e co-autora principal do artigo.

Os pesquisadores mostraram que quando aumentaram os níveis de USP5 em culturas de células e modelos de cardiomiopatia em camundongos, as células cardíacas foram eliminadas da proteína “lixo”. Ratos com níveis aumentados de USP5 foram capazes de lidar melhor com a situação quando seus corações foram colocados sob estresse de pressão aumentado, o que é observado em condições como pressão alta. Estas experiências baseiam-se na experiência do laboratório Gautel no estudo de proteínas defeituosas envolvidas em doenças cardíacas.

Um potencial alvo terapêutico

“Nosso estudo mostra pela primeira vez o papel da reciclagem da cadeia de ubiquitina na cardiomiopatia dilatada, para a qual o USP5 é essencial. Assumimos que a progressão da doença é lenta”, diz o professor Thomas Braun do MPI HLR, autor sênior do estudo.

Os pesquisadores enfatizam que são necessárias mais pesquisas extensas para determinar se o USP5 poderia ser um alvo para o desenvolvimento de medicamentos. Como próximos passos, as equipes planejam investigar os mecanismos que levam à perda da proteína USP5 na cardiomiopatia dilatada.

“Se forem encontradas formas eficazes e práticas de alterar os níveis de USP5 nas células cardíacas, a partir de modelos celulares e animais, isso poderá abrir caminho para o desenvolvimento de novas terapias contra uma ampla gama de doenças cardíacas”, acrescenta o Professor Gautel.

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