При сердечной недостаточности сердце утрачивает способность эффективно прокачивать кровь по всему телу. Одним из ключевых факторов в развитии этого состояния является нарушение ионного обмена кальция. Недавно выявленная молекула, которая способна решить эту проблему, может стать следующей терапевтической целью для коррекции этого состояния.
Сердце может сокращаться, расслабляться и эффективно прокачивать кровь через сосуды отчасти благодаря процессу, который называется внутриклеточный обмен ионов кальция. Он позволяет кальцию циркулировать внутри и снаружи клеток.
С возрастом этот обмен иногда может нарушаться, что также может влиять на скорость или силу, с которой сердечная мышца выталкивает кровь.
Поэтому нарушение ионного обмена кальция может привести к развитию сердечной недостаточности.
До сих пор исследователи сосредоточивали свои усилия на разработке методов лечения, целью которых являлась молекула, известная как SERCA, роль которой заключается в транспортировке ионов кальция, обеспечивающих расслабление сердечной мышцы.
При сердечной недостаточности SERCA не функционирует должным образом, что побудило ученых исследовать возможности разработки генной терапии, которая увеличила бы экспрессию SERCA.
Однако теперь специалисты из Юго-Западного Университета Техаса (University of Texas Southwestern), США, и Университета Лойола (Loyola University), США, выявили микропептид, который они назвали «карликовой открытой рамкой считывания» (dwarf open reading frame — DWORF). Ученые полагают, что DWORF может стать средством для улучшения лечения сердечной недостаточности.
«Недавно специалисты нашей лаборатории выявили микропептид под названием DWORF, который напрямую связывается с SERCA и повышает его активность», — объясняет ведущий автор исследования Кэтрин Макаревич (Catherine Makarewich).
«В этом исследовании мы изучили терапевтический потенциал высокого уровня DWORF как способа повысить активность SERCA и улучшить сократительную способность сердца при сердечной недостаточности», — добавляет К. Макаревич.
Влияние DWORF на функцию сердца
Ученые установили, что DWORF вытесняет молекулу, называемую фосфоламбаном (phospholamban — PLN), которая ингибирует активность SERCA.
Это свидетельствует о том, что ученые могут использовать DWORF для повышения активности SERCA, тем самым позволяя сердцу восстановить свою способность эффективно сокращаться и расслабляться.
В текущем исследовании ученые работали с мышами, которые были генетически модифицированы для производства более высоких уровней DWORF, более высоких уровней PLN или одновременно и DWORF, и PLN в сердце.
Сравнивая генетически модифицированных грызунов с нормальными, ученые заметили, что у мышей с более высокими уровнями DWORF отмечается лучший обмен ионов кальция, чем у обычных мышей.
В то же время у мышей, модифицированных с целью продукции более высоких уровней PLN, отмечали более низкий уровень обмена ионов кальция по сравнению с контрольной группой. Наконец, у мышей с высокими уровнями обеих молекул DWORF блокировал влияние PLN.
Молекула — кандидат для создания новых методов лечения
Чтобы обобщить полученные результаты, исследователи также оценили влияние DWORF на мышиной модели расширенной кардиомиопатии, при которой сердце увеличивается и становится неспособным эффективно прокачивать кровь.
У обычных мышей с расширенной кардиомиопатией отмечалось снижение функции левого желудочка — части сердца, которая выталкивает кровь, богатую кислородом и питательными веществами, в сосуды тела. Однако у модифицированных мышей с более высоким уровнем DWORF отмечена лучшая функция левого желудочка сердца.
Напротив, у грызунов с такой же проблемой сердца, но без DWORF, проявилась более слабая функция левого желудочка по сравнению с контрольной группой.
К. Макаревич и ее команда ученых также отметили, что у мышей с высокими уровнями DWORF не отмечаются некоторые обычные физиологические признаки кардиомиопатии, такие как увеличение камер сердца, истончение стенок камер и увеличение объема кардиомиоцитов.
Кроме того, у животных с высокими уровнями DWORF не отмечается накопление рубцовой ткани в сердце, что является еще одним характерным признаком кардиомиопатии.
«Предыдущие попытки восстановить SERCA для защиты от сердечной недостаточности оказались безуспешными, поскольку они сосредоточивались на повышении уровня самой SERCA», — отмечает старший автор исследования Эрик Олсон (Eric Olson). Однако, исходя из текущих результатов, он считает, что команда исследователей, возможно, определила более жизнеспособную терапевтическую цель в DWORF.
«Мы полагаем, что повышение уровней DWORF может быть осуществимым, а небольшой размер может сделать этот микропептид привлекательным кандидатом для проведения генной терапии при сердечной недостаточности», — добавляет Э. Олсон.
Результаты исследования опубликованы в журнале «eLife».
По материалам www.medicalnewstoday.com
Коментарі
Коментарі до цього матеріалу відсутні. Прокоментуйте першим