Нещодавно виявлена молекула могла лікувати серцеву недостатність
При серцевій недостатності серце не здатне ефективно перекачувати кров по всьому тілу. Одним із ключових факторів розвитку цього стану є порушення регуляції кальцію. Нещодавно відкрита молекула, яка може бути здатна вирішити цю проблему, може стати наступною терапевтичною мішенню для цього стану серця.
Серце може ефективно скорочуватися, розслаблятися і ефективно прокачувати кров по венах, частково завдяки процесу, який називається «циклічна циклічність». Цей процес дозволяє кальцію циркулювати в клітинах і поза ними.
Цей цикл іноді порушується віком людини, що також може впливати на швидкість або потенцію, з якою серцевий м’яз відкачує кров.
Отже, порушення регуляції кальцію може призвести до розвитку серцевої недостатності.
Наразі дослідники зосереджувались на розробці терапії, спрямованої на молекулу, відому як SERCA, роль якої полягає у транспортуванні іонів кальцію, забезпечуючи розслаблення серцевого м’яза.
При серцевій недостатності SERCA не функціонує належним чином, що змусило деяких вчених вивчити можливості розробки генної терапії, яка збільшила б експресію SERCA.
Однак зараз спеціалісти Техаського університету Південно-Заходу в Далласі та Університету Лойоли в Чикаго в штаті Іллінойс виявили мікропептид, який вони назвали «карликовою відкритою рамкою для читання» (DWORF). Вчені вважають, що DWORF може прокласти шлях до кращих методів лікування серцевої недостатності.
"Нещодавно наша лабораторія виявила мікропептид під назвою [DWORF], який безпосередньо зв'язується з SERCA і посилює його активність", - пояснює провідний автор цього нового дослідження Кетрін Макаревіч.
"У цьому дослідженні ми дослідили терапевтичний потенціал високого рівня DWORF як спосіб підвищення активності SERCA та поліпшення скоротливості серця при серцевій недостатності".
Катерина Макаревич
Вплив DWORF на роботу серця
Макаревич та команда вперше виявили, що DWORF витісняє молекулу, звану фосфоламбаном (PLN), яка пригнічує активність SERCA.
Це припустило, що вчені могли б використовувати DWORF, щоб сприяти активізації діяльності SERCA, що дозволяє серцю відновити свою здатність скорочуватися та ефективно розслаблятися.
У поточному дослідженні, результати якого з’являються в журналі eLife, дослідники працювали з мишами, яких вони генетично сконструювали для вираження більш високих рівнів DWORF, вищих рівнів PLN або вищих рівнів як DWORF, так і PLN в серці.
Порівнюючи генно-інженерних гризунів із нормальними, вчені помітили, що миші з вищим рівнем DWORF мали кращу циклічність кальцію, ніж звичайні миші.
У той же час миші, розроблені для експресії більш високих рівнів PLN, мали гірший цикл кальцію порівняно з контролем. Нарешті, у мишей з високим рівнем обох молекул DWORF запобігав впливу PLN.
«Привабливий кандидат» для нових методів лікування
Для того, щоб закріпити ці висновки, дослідники також оцінили вплив DWORF на мишачій моделі розширеної кардіоміопатії, при якій серце збільшується і не може ефективно перекачувати кров.
У звичайних мишей з розширеною кардіоміопатією була погана функція лівого шлуночка серця, тієї частини серця, яка перекачує кисневу кров до тіла.
Миші з розширеною кардіоміопатією, які також були сконструйовані так, щоб вони мали більш високий рівень DWORF, проте показали кращу функцію лівого шлуночка серця.
І навпаки, гризуни з тією ж проблемою серця, але взагалі без ДВОРФ, виявляли ще гіршу функцію лівого шлуночка, ніж контролі.
Макаревич та команда також зазначили, що миші з високим рівнем DWORF не виявляли деяких звичних фізіологічних ознак кардіоміопатії, таких як збільшення серцевих камер, витончення стінок камери та більший об'єм клітин серцевого м'яза.
Крім того, у мишей з високим рівнем DWORF не розвинулось скупчення рубцевої тканини в серці, що є ще однією характеристикою кардіоміопатії.
"Попередні спроби відновити SERCA для захисту від серцевої недостатності були безуспішними, оскільки вони зосереджувались на підвищенні рівня SERCA", - зазначає старший автор дослідження Ерік Олсон.
Однак, виходячи з поточних висновків, він вважає, що команда, можливо, визначила більш життєздатну терапевтичну мішень у DWORF.
"Ми вважаємо, що підвищення рівня DWORF натомість може бути більш здійсненним, і що малий розмір молекули DWORF може зробити його привабливим кандидатом на препарат генної терапії від серцевої недостатності", - додає Олсон.
