Новооткритата молекула може да лекува сърдечна недостатъчност
При сърдечна недостатъчност сърцето не е в състояние да изпомпва ефективно кръвта в тялото. Един от ключовите фактори за развитието на това състояние е калциевата дисрегулация. Новооткрита молекула, която може да бъде в състояние да се справи с този проблем, може да се превърне в следващата терапевтична цел за това сърдечно заболяване.
Сърцето може ефективно да се свие, да се отпусне и да изпомпва кръвта през вените, отчасти поради процес, наречен „циклиране на калция“. Този процес позволява на калция да циркулира в и извън клетките.
Този цикъл понякога се нарушава от възрастта на човека, което също може да повлияе на скоростта или силата, с която сърдечният мускул изпомпва кръвта.
Поради това калциевата дисрегулация може да доведе до развитие на сърдечна недостатъчност.
Досега изследователите са се фокусирали върху разработването на терапии, насочени към молекула, известна като SERCA, чиято роля е да транспортира калциеви йони, осигурявайки отпускането на сърдечния мускул.
При сърдечна недостатъчност SERCA не функционира правилно, което накара някои учени да разгледат възможностите за разработване на генна терапия, която би увеличила експресията на SERCA.
Сега обаче специалисти от Тексаския университет в Югозапад в Далас и от университета Лойола в Чикаго в Илинойс откриха микропептид, който те нарекоха „джудже отворена рамка за четене“ (DWORF). Учените вярват, че DWORF може да проправи пътя към по-добро лечение на сърдечна недостатъчност.
„Наскоро нашата лаборатория откри микропептид, наречен [DWORF], който се свързва директно със SERCA и засилва неговата активност“, обяснява водещият автор на това ново проучване Катрин Макаревич.
„В това проучване изследвахме терапевтичния потенциал на високите нива на DWORF като начин за увеличаване на активността на SERCA и подобряване на сърдечната контрактилитет при сърдечна недостатъчност.“
Катрин Макаревич
Въздействието на DWORF върху сърдечната функция
Макаревич и екипът първо установиха, че DWORF измества молекула, наречена фосфоламбан (PLN), която инхибира активността на SERCA.
Това предполага, че учените могат да използват DWORF, за да подпомогнат засилването на активността на SERCA, като по този начин позволяват на сърцето да възвърне способността си да се свива и отпуска ефективно.
В настоящото проучване, чиито констатации се появяват в списанието eLife, изследователите са работили с мишки, които са генетично проектирани, за да изразят по-високи нива на DWORF, по-високи нива на PLN или по-високи нива на DWORF и PLN в сърцето.
Сравнявайки генетично модифицираните гризачи с нормалните, учените забелязват, че мишките с по-високи нива на DWORF имат по-добро циклиране на калций от обикновените мишки.
В същото време мишките, проектирани да експресират по-високи нива на PLN, имат по-лошо циклиране на калций в сравнение с контролите. И накрая, при мишките с високи нива на двете молекули, DWORF предотврати въздействието на PLN.
‘Атрактивен кандидат’ за нови терапии
За да консолидират тези констатации, изследователите също оцениха ефектите на DWORF в миши модел на дилатационна кардиомиопатия, при който сърцето се увеличава и не може да изпомпва ефективно кръвта.
Редовните мишки с разширена кардиомиопатия имат лоша функция на лявата сърдечна камера, частта от сърцето, която изпомпва кислородната кръв към тялото.
Мишките с разширена кардиомиопатия, които също са проектирани да имат по-високи нива на DWORF, обаче показват по-добра функция на лявата сърдечна камера.
Обратно, гризачите със същия сърдечен проблем, но изобщо без DWORF, показват дори по-лоша функция на лявата камера от контролите.
Макаревич и екипът също така отбелязват, че мишките с високи нива на DWORF не показват някои от обичайните физиологични признаци на кардиомиопатия, като увеличени сърдечни камери, изтъняване на стените на камерата и по-голям обем клетки на сърдечния мускул.
Също така, мишките с високи нива на DWORF не развиват натрупване на белези в сърцето, което е друга характеристика на кардиомиопатията.
„Предишните опити за възстановяване на SERCA за защита срещу сърдечна недостатъчност бяха неуспешни, тъй като те се фокусираха върху увеличаване на нивата на самата SERCA“, отбелязва старшият автор на изследването, Ерик Олсън.
Въз основа на настоящите констатации обаче той смята, че екипът може да е идентифицирал по-жизнеспособна терапевтична цел в DWORF.
„Ние вярваме, че повишаването на нивата на DWORF вместо това може да е по-осъществимо и че малкият размер на молекулата DWORF може да го направи привлекателен кандидат за лекарство за генна терапия при сърдечна недостатъчност“, добавя Олсън.
