Kardiologia

Zakłócony recykling białek a zdrowie serca

Nowe badanie zidentyfikowało enzym, który odgrywa kluczową rolę w degradacji zbędnych lub uszkodzonych białek w sercu – procesie istotnym dla jego prawidłowego funkcjonowania.

W badaniu naukowcy odkryli, że niskie poziomy enzymu o nazwie „peptydaza swoista dla ubikwityny 5” (USP5) prowadzą do gromadzenia się białek w komórkach mięśnia sercowego, co w modelach zwierzęcych wywołuje kardiomiopatię rozstrzeniową – poważne schorzenie serca.

Badanie zostało przeprowadzone przez Instytut Badań nad Sercem i Płucami Maxa Plancka (MPI HLR) we współpracy z naukowcami z Randall Centre for Cell & Molecular Biophysics na King’s College London oraz BHF Centre of Research Excellence. Wyniki opublikowano w Science Advances.

Ochronne działanie USP5

Równowaga między produkcją nowych białek a degradacją starych lub wadliwych jest kluczowa dla zdrowia serca. Organizm posiada wyspecjalizowane struktury (proteasomy), które rozkładają niepotrzebne białka. Jeśli ten proces zostanie zakłócony, nagromadzone białka mogą upośledzać funkcję serca, prowadząc do chorób sercowo-naczyniowych.

„Choroby serca spowodowane akumulacją niefunkcjonalnych białek, tzw. proteinopatie, są częstą przyczyną niewydolności serca. Obecnie brak jest terapii przyczynowych dla tych schorzeń. Identyfikacja nowych szlaków, które pozwolą na eliminację wadliwych białek, może pomóc w leczeniu wielu z tych chorób” – mówi prof. Mathias Gautel, profesor kardiologii molekularnej w King’s College London i współautor badania.

Gdy białko jest przeznaczone do degradacji, organizm „oznakowuje” je specjalnym markerem molekularnym – ubikwityną. Dzięki temu proteasomy mogą je rozpoznać i rozłożyć. Przed wejściem do proteasomu znacznik ten jest jednak odcinany i podlega recyklingowi. Enzym USP5 odgrywa kluczową rolę w tym procesie, zapewniając równowagę między syntezą a degradacją białek.

Poszukując nowych podejść terapeutycznych, badacze z MPI HLR wykazali, że w modelach mysich obniżenie poziomu USP5 powoduje kardiomiopatię rozstrzeniową – schorzenie, w którym jedna lub obie komory serca ulegają powiększeniu, co osłabia ich zdolność do skurczu.

„Za pomocą manipulacji genetycznych wyłączyliśmy USP5 w komórkach mięśnia sercowego dorosłych zwierząt. Gdy brakowało tego enzymu, myszy rozwinęły kardiomiopatię rozstrzeniową” – wyjaśnia dr Silke Kreher, badaczka z MPI HLR i współautorka publikacji.

„Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) wykazało znacznie powiększone serca i istotnie obniżoną zdolność pompowania krwi” – dodaje Yvonne Eibach, doktorantka z MPI HLR i współautorka badania.

Naukowcy wykazali również, że zwiększenie poziomu USP5 w hodowlach komórkowych i modelach mysich prowadziło do eliminacji nagromadzonych białek. Myszy z wyższym poziomem USP5 lepiej radziły sobie w warunkach zwiększonego obciążenia serca, jakie występuje np. w nadciśnieniu tętniczym. Eksperymenty te były oparte na doświadczeniach zespołu prof. Gautela w badaniach nad wadliwymi białkami w chorobach serca.

Potencjalny cel terapeutyczny

„Nasze badanie po raz pierwszy podkreśla kluczową rolę recyklingu łańcuchów ubikwityny w kardiomiopatii rozstrzeniowej, w której USP5 odgrywa zasadniczą funkcję. Zakładamy, że zahamowanie utraty USP5 lub jego terapeutyczne zwiększenie w komórkach mięśnia sercowego może ograniczyć gromadzenie się białek i tym samym spowolnić postęp choroby” – mówi prof. Thomas Braun z MPI HLR, główny autor badania.

Naukowcy zaznaczają, że konieczne są dalsze badania, aby określić, czy USP5 może stać się celem dla nowych terapii. Kolejne etapy badań będą koncentrować się na mechanizmach prowadzących do utraty USP5 w kardiomiopatii rozstrzeniowej.

„Jeśli uda się opracować skuteczne i praktyczne metody regulacji poziomu USP5 w komórkach serca, począwszy od badań komórkowych i zwierzęcych, może to utorować drogę do nowych terapii dla wielu chorób serca” – dodaje prof. Gautel.

Źródło: Science Advances

Tygodnik Medyczny

Zdrowie, system ochrony zdrowia, opieka farmaceutyczna, farmacja, polityka lekowa, żywienie, służba zdrowia - portal medyczny

Najnowsze artykuły

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Back to top button