Nesen atklātā molekula var ārstēt sirds mazspēju
Sirds mazspējas gadījumā sirds nespēj efektīvi sūknēt asinis visā ķermenī. Viens no galvenajiem faktoriem šī stāvokļa attīstībā ir kalcija disregulācija. Nesen atklāta molekula, kas, iespējams, spēs risināt šo problēmu, varētu kļūt par nākamo terapeitisko mērķi šim sirds stāvoklim.
Sirds var efektīvi sarauties, atslābināties un efektīvi sūknēt asinis caur vēnām, daļēji pateicoties procesam, ko sauc par “kalcija riteņbraukšanu”. Šis process ļauj kalcijam cirkulēt šūnās un ārpus tām.
Dažreiz šo ciklu pasliktina cilvēka vecums, kas var ietekmēt arī sirds muskuļa asiņu izsūknēšanas ātrumu vai potenciālu.
Kalcija disregulācija tāpēc var izraisīt sirds mazspējas attīstību.
Līdz šim pētnieki ir koncentrējušies uz tādu terapiju izstrādi, kuru mērķis ir molekula, kas pazīstama kā SERCA, kuras uzdevums ir transportēt kalcija jonus, nodrošinot sirds muskuļa relaksāciju.
Sirds mazspējas gadījumā SERCA nedarbojas pareizi, kas dažus zinātniekus ir pamudinājis izpētīt gēnu terapijas attīstības iespējas, kas palielinātu SERCA izpausmi.
Tomēr tagad Teksasas Universitātes Dienvidrietumu Universitātes Dalasā un Čikāgas Lojolas Universitātes Ilinoisā speciālisti ir atklājuši mikropeptīdu, kuru viņi nosauca par “pundura atvērto lasīšanas rāmi” (DWORF). Zinātnieki uzskata, ka DWORF varētu pavērt ceļu labākai sirds mazspējas ārstēšanai.
"Mūsu laboratorija nesen atklāja mikropeptīdu ar nosaukumu [DWORF], kas tieši saistās ar SERCA un uzlabo tā darbību," skaidro šī jaunā pētījuma galvenā autore Ketrīna Makareiča.
"Šajā pētījumā mēs izpētījām augsta DWORF līmeņa terapeitisko potenciālu kā veidu, kā palielināt SERCA aktivitāti un uzlabot sirds kontraktilitāti sirds mazspējas gadījumā."
Katrīna Makareiča
DWORF ietekme uz sirds darbību
Makarewich un komanda vispirms atklāja, ka DWORF izspiež molekulu, ko sauc par fosfolambu (PLN), kas kavē SERCA aktivitāti.
Tas liecināja, ka zinātnieki, iespējams, varēs izmantot DWORF, lai veicinātu SERCA aktivitāti, tādējādi ļaujot sirdij atgūt spēju efektīvi sarauties un atpūsties.
Šajā pētījumā, kura atklājumi parādās žurnālā eLife, pētnieki strādāja ar pelēm, kuras viņi ģenētiski izstrādāja, lai izteiktu augstāku DWORF līmeni, augstāku PLN līmeni vai augstāku gan DWORF, gan PLN līmeni sirdī.
Salīdzinot ģenētiski modificētos grauzējus ar parastajiem, zinātnieki pamanīja, ka pelēm ar augstāku DWORF līmeni kalcija ir labāka nekā parastajām pelēm.
Tajā pašā laikā pelēm, kuras tika konstruētas, lai izteiktu augstāku PLN līmeni, kalcija cikliskums bija sliktāks, salīdzinot ar kontrolēm. Visbeidzot, pelēm ar augstu abu molekulu līmeni DWORF novērsa PLN ietekmi.
‘Pievilcīgs kandidāts’ jaunām terapijām
Lai konsolidētu šos atklājumus, pētnieki arī novērtēja DWORF ietekmi peles dilatētas kardiomiopātijas modelī, kurā sirds palielinās un nespēj efektīvi sūknēt asinis.
Regulārām pelēm ar paplašinātu kardiomiopātiju bija slikta kreisā sirds kambara funkcija - tā sirds daļa, kas pumpē asinis ar skābekli uz ķermeņa.
Peles ar dilatētu kardiomiopātiju, kuras arī tika konstruētas ar augstāku DWORF līmeni, tomēr parādīja labāku kreisā sirds kambara darbību.
Un otrādi, grauzējiem ar tādu pašu sirds problēmu, bet bez DWORF vispār bija vēl sliktāka kreisā kambara funkcija nekā kontrolēm.
Makarewich un komanda arī atzīmēja, ka pelēm ar augstu DWORF līmeni nav novērotas dažas no parastajām kardiomiopātijas fizioloģiskajām pazīmēm, piemēram, palielinātas sirds kameras, kameras sieniņu retināšana un lielāks sirds muskuļa šūnu tilpums.
Arī pelēm ar augstu DWORF līmeni sirdī neizveidojās rētaudi, kas ir vēl viena kardiomiopātijas pazīme.
"Iepriekšējie mēģinājumi atjaunot SERCA, lai pasargātu no sirds mazspējas, ir bijuši neveiksmīgi, jo tie ir koncentrējušies uz pašas SERCA līmeņa paaugstināšanu," atzīmē pētījuma vecākais autors Ēriks Olsons.
Tomēr, pamatojoties uz pašreizējiem atklājumiem, viņš domā, ka komanda, iespējams, ir identificējusi dzīvotspējīgāku terapeitisko mērķi DWORF.
"Mēs uzskatām, ka tā vietā paaugstināt DWORF līmeni var būt vieglāk un ka mazais DWORF molekulas lielums varētu padarīt to par pievilcīgu kandidātu gēnu terapijas zālēm sirds mazspējas gadījumā," piebilst Olsons.
