Честото лекарство против акне може да предотврати втвърдяването на артериите
Отлагането на калций или калцирането помага да се втвърдят тъканите в тялото. Втвърдяването на тъканите е от съществено значение за здравословното развитие на костите, но може да причини здравословни проблеми, когато се появи в артериите.
Твърдите или твърди артерии възпрепятстват притока на подхранваща кръв към тъканите и органите. Това може да повиши риска от сърдечно-съдови заболявания, като високо кръвно налягане, инфаркт и инсулт. Също така може да повиши риска от деменция и други свързани с възрастта заболявания.
Сега учени от университета в Кеймбридж и King’s College London, и двамата в Обединеното кралство, разкриха химическите промени, които карат артериите да се втвърдяват.
Скорошно Клетъчни отчети статията дава пълен отчет на констатациите.
Изследването се концентрира около молекула, наречена PAR, което е съкращение от поли (ADP-рибоза). Изследователите откриха, че PAR може да образува „плътни течни капчици с калциеви йони“, които след това кристализират, когато се комбинират с еластичните тъкани в артериалните стени.
Преди откритието учените смятаха, че PAR има роля само в възстановяването на ДНК. Новите открития разкриват, че той също така насърчава калцификацията в артериите.
Изследователите също така установиха, че антибиотикът миноциклин може да предотврати втвърдяването на артериите, като блокира калцификацията, предизвикана от PAR.
Изглежда, че лечението, което те тестваха в клетъчни култури и плъхове, не засяга костите.
Миноциклинът е съществуващо лекарство с много приложения. Лекарите обикновено го предписват за лечение на акне.
Калцификация и втвърдяване на артериите
"Втвърдяването на артериите се случва на всеки с напредването на възрастта", казва Мелинда Дж. Дуер, която е професор в катедрата по химия в университета в Кеймбридж, "и се ускорява при пациенти на диализа, където дори децата развиват калцирани артерии."
„Но досега не сме знаели какво контролира този процес и следователно как да се лекува“, добавя тя.
Дюер е ръководил изследването с Катрин М. Шанахан, която е професор по клетъчна сигнализация в King’s College London. Те изследват калцирането на артериите повече от 10 години.
Британската фондация за сърце (BHF) и Cycle Pharmaceuticals, компания в Кеймбридж, финансират своите изследвания.
В своя учебен труд авторите обясняват, че калцификацията, която втвърдява артериите, обикновено се случва на две места в кръвоносния съд. Едно място е интимата или тъканта, която покрива стената на кръвоносните съдове. Калцификацията на това място се случва като част от атеросклерозата.
Другото място, на което се получава втвърдяване на артерията, е в средата или тъканта в стената на кръвоносните съдове. Втвърдяването на средата обикновено се случва по време на стареенето.
Шанахан обяснява, че за това конкретно проучване те са искали да разберат какво предизвиква калцификацията, която е под формата на кристали на калциев фосфат.
Те бяха особено заинтересовани да разберат защо отлаганията изглежда се концентрират „около колагена и еластина, които съставляват голяма част от артериалната стена“.
В по-ранна работа екипите са открили, че PAR, който извършва възстановяване на ДНК в клетките, може да работи и извън клетките като двигател на производството на костна тъкан.
Това откритие ги накара да се замислят дали PAR може да има роля и в калцирането на други тъкани.
Също така, когато клетките претърпят оксидативен стрес и увреждане на ДНК, те експресират два ензима, които произвеждат PAR - PARP1 и PARP2. Учените често са виждали, че оксидативният стрес и увреждането на ДНК могат да придружават калцификация в костите и кръвоносните съдове.
Клетките изнасят PAR под стрес
За новото проучване изследователите използваха „ултраструктурни методи”, за да видят какво се случва на молекулярно ниво, когато клетките се стресират.
Те открили, че докато клетките загиват от оксидативен стрес, те изнасят PAR. Тъй като PAR има силен афинитет към калциевите йони, след като е извън клетката, той се прикрепва здраво към калция за предпочитане към други минерали.
Този процес произвежда големи калциеви капчици, които се прикрепят към колагена и еластина, материалите в артериалните стени, които придават на съдовете своята еластичност. Когато капчиците се прикрепят към еластичните материали, те се втвърдяват на кристали, намалявайки еластичността и сковавайки артериите.
Дуер казва, че първоначално са открили това откритие и след това са го преследвали. „Никога не бихме предвидили, че това е причинено от PAR“, отбелязва тя.
След като установиха ролята на PAR в калцирането на артериите, екипите след това тръгнаха да търсят начин да го спрат. Очевидното решение беше да се търси инхибитор на PARP, който е молекула, която блокира производството на PAR, като блокира един от ензимите, които го синтезират.
Те решиха да търсят инхибитор на PARP сред лекарства, които вече са били подложени на изпитвания върху хора, тъй като това ще съкрати времето за разработване на използването му като лечение за предотвратяване на скованост на артериите.
Миноциклин спира артериалното втвърдяване при плъхове
С помощта на Cycle Pharmaceuticals изследователите идентифицираха и тестваха шест молекули, които отговарят на техните критерии. Един от тях, миноциклинът, се оказа много ефективен за спиране на артериите да станат твърди при плъхове с дългосрочно бъбречно заболяване.
Екипът се надява да проведе човешки опити за лечението през следващите 2 години.
Проф. Джереми Пиърсън, асоцииран медицински директор в BHF, казва, че изследователите са разкрили механизма, който стои зад калцификацията на артериите и също така са показали как той се различава от калцификацията на костите.
„По този начин, добавя той,„ те са успели да идентифицират потенциално лечение за намаляване на калцификацията на кръвоносните съдове без никакви неблагоприятни ефекти върху костите “.
„Този тип лечение би било от полза за много хора и ние с нетърпение очакваме резултатите от очакваните клинични изпитвания, проверяващи дали това лекарство отговаря на ранните си обещания.“
Проф. Джеръми Пиърсън
