Az újonnan felfedezett molekula képes kezelni a szívelégtelenséget
Szívelégtelenség esetén a szív nem képes hatékonyan pumpálni a vért az egész testben. Az állapot kialakulásának egyik kulcsfontosságú tényezője a kalcium diszregulációja. Egy újonnan felfedezett molekula, amely képes kezelni ezt a problémát, a szív következő állapotának következő terápiás célpontjává válhat.
A szív hatékonyan összehúzódhat, ellazulhat és vért pumpálhat a vénákon, részben a „kalcium-kerékpározásnak” nevezett folyamatnak köszönhetően. Ez a folyamat lehetővé teszi a kalcium keringését a sejtekben és a sejtekben.
Ezt a ciklust néha rontja az ember életkora, ami szintén befolyásolhatja a szívizom vért pumpáló sebességét vagy hatékonyságát.
A kalcium diszregulációja ezért szívelégtelenség kialakulásához vezethet.
Eddig a kutatók a SERCA néven ismert molekulát célzó terápiák kifejlesztésére összpontosítottak, amelynek szerepe a kalciumionok szállítása, biztosítva a szívizom ellazulását.
Szívelégtelenség esetén a SERCA nem működik megfelelően, ami arra késztette a tudósokat, hogy megvizsgálják egy olyan génterápia kifejlesztésének lehetőségeit, amely növelné a SERCA expresszióját.
Most azonban a dallasi Texasi Egyetem délnyugati és az illinoisi Loyola Egyetem szakemberei felfedeztek egy mikropeptidet, amelyet „törpe nyitott olvasókeretnek” (DWORF) neveztek el. A tudósok úgy vélik, hogy a DWORF előkészítheti az utat a szívelégtelenség jobb kezeléséhez.
"Laboratóriumunk nemrégiben felfedezett egy [DWORF] nevű mikropeptidet, amely közvetlenül kötődik a SERCA-hoz és fokozza annak aktivitását" - magyarázza ennek az új tanulmánynak a vezető szerzője, Catherine Makarewich.
"Ebben a tanulmányban megvizsgáltuk a DWORF magas szintjének terápiás lehetőségeit, a SERCA aktivitás növelésének és a szívelégtelenségben a szív kontraktilitásának javításának módjaként."
Catherine Makarewich
A DWORF hatása a szívműködésre
Makarewich és csapata először azt találta, hogy a DWORF kiszorítja az úgynevezett foszfolamban (PLN) molekulát, amely gátolja a SERCA aktivitását.
Ez arra utalt, hogy a tudósok képesek lehetnek használni a DWORF-et a SERCA aktivitásának növelésére, ezáltal lehetővé téve a szív számára, hogy visszanyerje képességét, hogy hatékonyan összehúzódjon és ellazuljon.
A jelenlegi tanulmányban, amelynek eredményei megjelennek a folyóiratban eLife, a kutatók olyan egerekkel dolgoztak, amelyeket genetikailag úgy alakítottak ki, hogy magasabb DWORF-szintet, magasabb PLN-szintet vagy mind a DWORF, mind a PLN magasabb szintjét fejezzék ki a szívben.
A géntechnológiával módosított rágcsálók és a normálisak összehasonlításával a tudósok felfigyeltek arra, hogy a magasabb DWORF-szinttel rendelkező egereknél jobb a kalcium-ciklus, mint a szokásos egereknél.
Ugyanakkor a magasabb PLN-szint expresszálására tervezett egereknél a kontrollokhoz képest gyengébb volt a kalcium-ciklus. Végül az egerekben, ahol mindkét molekula magas, a DWORF megakadályozta a PLN hatását.
„Vonzó jelölt” az új terápiákhoz
Ezen megállapítások konszolidálása érdekében a kutatók a DWORF hatásait egy dilatált kardiomiopátia egérmodelljében is értékelték, amelyben a szív megnagyobbodik, és nem képes hatékonyan pumpálni a vért.
A dilatált kardiomiopátiában szenvedő rendszeres egereknek rosszul működött a bal szívkamra, a szívnek az a része, amely oxigéntartalmú vért pumpál a test felé.
A dilatált kardiomiopátiában szenvedő egerek, amelyeket szintén magasabb DWORF-szintre terveztek, a bal szívkamra jobb működését mutatták.
Ezzel szemben az azonos szívproblémákkal rendelkező, de egyáltalán nem DWORF típusú rágcsálók még a bal kamra működését is gyengébbnek mutatták, mint a kontrollok.
Makarewich és csapata azt is megjegyezte, hogy a magas DWORF-szinttel rendelkező egerek nem mutatták a kardiomiopátia szokásos fiziológiai jeleit, például a megnagyobbodott szívkamrákat, a kamra falainak elvékonyodását és a szívizomsejtek nagyobb térfogatát.
Emellett a magas DWORF-szinttel rendelkező egereknél nem alakult ki hegszövet a szívben, ami a kardiomiopátia másik jellemzője.
"A SERCA korábbi helyreállítási kísérletei a szívelégtelenség elleni védelem érdekében sikertelenek voltak, mert magának a SERCA-szintnek a növelésére összpontosítottak" - jegyzi meg a tanulmány vezető szerzője, Eric Olson.
A jelenlegi eredmények alapján azonban úgy gondolja, hogy a csapat életképesebb terápiás célpontot azonosíthatott a DWORF-ban.
"Úgy gondoljuk, hogy ehelyett a DWORF szintjének növelése megvalósíthatóbb lehet, és hogy a DWORF molekula kis mérete vonzó jelölté teheti a szívelégtelenség génterápiás gyógyszerének" - teszi hozzá Olson.
