Поширений препарат від вугрів може запобігти затвердінню артерії
Відкладення кальцію, або кальцифікація, сприяє зміцненню тканин в організмі. Затвердіння тканин має важливе значення для здорового розвитку кісток, але це може спричинити проблеми зі здоров'ям, коли це відбувається в артеріях.
Жорсткі або тверді артерії перешкоджають надходженню живильної крові до тканин і органів. Це може підвищити ризик серцево-судинних захворювань, таких як високий кров'яний тиск, інфаркт та інсульт. Це також може підвищити ризик розвитку деменції та інших вікових захворювань.
Зараз вчені з Кембриджського університету та Лондонського королівського коледжу, обидва у Сполученому Королівстві, розгадали хімічні зміни, які призводять до затвердіння артерій.
Нещодавно Звіти стільникових мереж стаття дає повний звіт про висновки.
Дослідження зосереджується навколо молекули, яка називається PAR, що скорочує полі (ADP-рибоза). Дослідники виявили, що PAR може утворювати "щільні краплі рідини з іонами кальцію", які потім кристалізуються, поєднуючись з еластичними тканинами стінок артерії.
До відкриття вчені вважали, що PAR відіграє роль лише у відновленні ДНК. Нові відкриття показують, що це також сприяє кальцифікації в артеріях.
Дослідники також виявили, що антибіотик міноциклін може запобігти затвердінню артерії, блокуючи кальцифікацію, спричинену PAR.
Лікування, яке вони перевірили на культурах клітин та щурів, схоже, не впливає на кістки.
Міноциклін є існуючим лікарським засобом, що застосовується багато разів. Зазвичай лікарі призначають його для лікування прищів.
Кальцифікація та зміцнення артерій
"Загартовування артерій відбувається з кожним віком, - каже Мелінда Дж. Дуер, професор кафедри хімії Кембриджського університету, - і прискорюється у пацієнтів, які перебувають на діалізі, де навіть у дітей утворюються кальцифіковані артерії".
"Але до цього часу ми не знали, що контролює цей процес і, отже, як його лікувати", - додає вона.
Дюер проводив дослідження разом із Кетрін М. Шанахан, професором клітинної сигналізації в Лондонському коледжі Кінгз. Вони досліджували кальцифікацію артерій більше 10 років.
Британський фонд серця (BHF) та компанія Cycle Pharmaceuticals, що у Кембриджі, фінансують свої дослідження.
У своїй роботі автори пояснюють, що кальцифікація, що зміцнює артерії, зазвичай відбувається в двох місцях кровоносної судини. Одне місце - це інтима, або тканина, яка вистилає стінку судини. Кальцифікація на цьому місці відбувається як частина атеросклерозу.
Інше місце, на якому відбувається затвердіння артерії, знаходиться в середовищі або тканині всередині стінки кровоносної судини. Затвердіння середовища зазвичай відбувається під час старіння.
Шанахан пояснює, що для цього конкретного дослідження вони хотіли з'ясувати, що викликає кальцифікацію, яка набуває форми кристалів фосфату кальцію.
Їм було особливо цікаво з'ясувати, чому відкладення, здається, концентруються "навколо колагену та еластину, які складають більшу частину стінки артерії".
У попередніх роботах групи виявили, що PAR, який здійснює відновлення ДНК всередині клітин, може також діяти поза клітинами як рушій виробництва кісткової тканини.
Ця знахідка змусила їх задуматись, чи може PAR також відігравати роль у кальцифікації інших тканин.
Крім того, коли клітини зазнають окисного стресу та пошкодження ДНК, вони експресують два ферменти, що продукують PAR - PARP1 та PARP2. Вчені часто бачили, що окислювальний стрес і пошкодження ДНК можуть супроводжувати кальцифікацію в кістках і судинах.
Клітини експортують PAR в умовах стресу
Для нового дослідження вчені використовували «ультраструктурні методи», щоб побачити, що відбувається на молекулярному рівні, коли клітини отримують стрес.
Вони виявили, що коли клітини гинуть від окисного стресу, вони експортують PAR. Оскільки PAR має сильну спорідненість до іонів кальцію, коли він знаходиться поза клітиною, він міцно прикріплюється до кальцію на відміну від інших мінералів.
Цей процес утворює великі краплі кальцію, які приєднуються до колагену та еластину - матеріалів у стінках артерій, які надають судинам еластичність. Коли краплі прикріплюються до еластичних матеріалів, вони застигають у кристали, зменшуючи еластичність та жорсткість артерій.
Дюер каже, що спочатку вони зробили це відкриття випадково, а потім переслідували його. "Ми ніколи не могли передбачити, що це було викликано PAR", - зазначає вона.
Встановивши роль PAR у кальцифікації артерії, команди потім відправились на пошук способу зупинити її. Очевидним рішенням було шукати інгібітор PARP, який є молекулою, яка блокує вироблення PAR, блокуючи один з ферментів, який його синтезує.
Вони вирішили шукати інгібітор PARP серед препаратів, які вже пройшли випробування на людях, оскільки це скоротить час розробки для використання в якості лікування для запобігання жорсткості артерій.
Міноциклін зупинив затвердіння артерії у щурів
За допомогою Cycle Pharmaceuticals дослідники виявили та протестували шість молекул, які відповідають їхнім критеріям. Один з них, міноциклін, виявився дуже ефективним у запобіганні жорсткості артерій у щурів з тривалим захворюванням нирок.
Команда сподівається провести дослідження на людях протягом найближчих 2 років.
Професор Джеремі Пірсон, заступник медичного директора BHF, каже, що дослідники розкрили механізм кальцифікації артерій, а також показали, чим він відрізняється від кальцифікації кісток.
"Цим, додає він," вони змогли визначити потенційне лікування для зменшення кальцифікації судин без будь-яких негативних наслідків для кісток ".
"Цей вид лікування принесе користь багатьом людям, і ми з нетерпінням чекаємо результатів передбачуваних клінічних випробувань, які перевіряють, чи відповідає цей препарат своїм раннім обіцянкам".
Професор Джеремі Пірсон
