Cercetările descoperă enzime care sunt esențiale pentru menținerea sănătății inimii

Cercetările descoperă enzime care sunt esențiale pentru menținerea sănătății inimii

Un nou studiu a identificat o enzimă care joacă un rol important în absorbția proteinelor inutile sau deteriorate din inimă - un proces important în menținerea sănătății inimii.

În cadrul studiului, cercetătorii au descoperit că nivelurile scăzute ale unei enzime numite peptidază 5 specifică ubiquitinei, sau USP5, au condus la acumularea de proteine ​​în celulele musculare ale inimii și au declanșat un tip de boală cardiacă numită cardiomiopatie dilatată la modelele animale.

Studiul a fost condus de Institutul Max Planck pentru Cercetarea Inimii și Plămânilor (MPI HLR) și a implicat cercetători de la Centrul Randall pentru Biofizică Celulară și Moleculară de la King's College London BHF Centrul de Excelență în Cercetare. Rezultatele au fost publicate înȘtiința avansează.

USP5 -forțe de protecție

Menținerea echilibrului de proteine ​​noi și construirea celor vechi sau defecte în inimă este importantă pentru sănătatea inimii. Organismul are fabrici speciale de gestionare a deșeurilor (numite proteazomi) care descompun proteinele atunci când acestea sunt deteriorate sau nu mai sunt necesare. Dar atunci când acest proces merge prost, proteinele se pot acumula și pot afecta funcția inimii, ducând la boli de inimă.

Bolile de inimă cauzate de acumularea de „junk” de proteine ​​nefuncționale (proteinopatii) este o cauză frecventă a insuficienței cardiace. Nu există terapii cauzale pentru aceste boli. Identificarea de noi căi către cauza principală - acumularea de „junk” de proteine ​​pliate greșit – ar putea atenua multe dintre aceste condiții. „

Profesorul Mathias Gautel, profesor de cardiologie moleculară la Kings și coautor al studiului

Când proteinele sunt gata să fie descompuse, ele sunt „etichetate” cu un marker molecular numit ubiquitină, astfel încât să poată fi transportate la proteazom. Înainte ca proteina să intre în proteazom, eticheta de ubiquitină este ținută și ruptă pentru a fi utilizată din nou. USP5 joacă un rol crucial în reciclarea etichetei ubiquitinei pentru a asigura un echilibru între generarea și degradarea proteinelor.

În căutarea unor noi abordări terapeutice, cercetătorii MPI HLR au arătat că la modelele de șoareci, nivelurile scăzute de USP5 provoacă cardiomiopatie dilatată - o afecțiune în care una sau ambele camere ale inimii se măresc, reducându-le capacitatea de a se contracta.

Folosind manipularea genetică, am dezactivat în mod specific USP5 în celulele mușchiului inimii animalelor adulte.

„Folosind imagistica prin rezonanță magnetică (IRM), am arătat că aceste animale aveau inimile semnificativ mărite și capacitatea de pompare redusă foarte mult”, adaugă Yvonne Eibach, cercetător doctorat la MPI HLR și co-autor principal al lucrării.

Cercetătorii au arătat că atunci când au crescut nivelurile USP5 în culturile celulare și modelele de șoarece de cardiomiopatie, celulele inimii au fost curățate de proteina „gunoi”. Șoarecii cu niveluri crescute de USP5 au reușit să facă față mai bine atunci când inimile lor au fost supuse unui stres de presiune crescută, ceea ce se observă în condiții precum hipertensiunea arterială. Aceste experimente se bazează pe expertiza laboratorului Gautel în studiul proteinelor defecte implicate în bolile de inimă.

O țintă potențială terapeutică

"Studiul nostru arată rolul reciclării lanțului de ubiquitină în cardiomiopatia dilatată, pentru care USP5 este esențial pentru prima dată. Presupunem că progresia bolii este lentă", spune profesorul Thomas Braun de la MPI HLR, autor principal al studiului.

Cercetătorii subliniază că este nevoie de cercetări suplimentare extinse pentru a determina dacă USP5 ar putea fi o țintă pentru dezvoltarea medicamentelor. Ca pași următori, echipele intenționează să investigheze mecanismele care duc la pierderea proteinei USP5 în cardiomiopatia dilatativă.

„Dacă se pot găsi modalități eficiente și practice de a modifica nivelurile USP5 în celulele inimii, pornind de la modele celulare și animale, acest lucru ar putea deschide calea spre dezvoltarea de noi terapii împotriva unei game largi de boli de inimă”, adaugă profesorul Gautel.

Surse: