Noua moleculă descoperită ar putea trata insuficiența cardiacă
În cazul insuficienței cardiace, inima nu este capabilă să pompeze sângele în mod eficient pe tot corpul. Un factor cheie în dezvoltarea acestei afecțiuni este nereglementarea calciului. O moleculă recent descoperită, care ar putea rezolva această problemă, ar putea deveni următoarea țintă terapeutică pentru această afecțiune cardiacă.
Inima se poate contracta, relaxa și pompa sânge prin vene în mod eficient, parțial datorită unui proces numit „ciclul de calciu”. Acest proces permite calciuului să circule în și în afara celulelor.
Acest ciclu este uneori afectat de vârsta unei persoane, care poate afecta și rata sau potența cu care mușchiul inimii pompează sângele.
Prin urmare, dereglarea calciului poate duce la dezvoltarea insuficienței cardiace.
Până în prezent, cercetătorii s-au concentrat pe dezvoltarea terapiilor care vizează o moleculă cunoscută sub numele de SERCA, al cărei rol este de a transporta ionii de calciu, asigurând relaxarea mușchiului inimii.
În insuficiența cardiacă, SERCA nu funcționează corect, ceea ce i-a determinat pe unii oameni de știință să analizeze posibilitățile de a dezvolta o terapie genetică care ar crește expresia SERCA.
Acum, însă, specialiștii de la Universitatea Texas Southwestern din Dallas și de la Universitatea Loyola Chicago din Illinois, au descoperit un micropeptid, pe care l-au numit „cadru de lectură deschis pitic” (DWORF). Oamenii de știință cred că DWORF ar putea deschide calea către tratamente mai bune pentru insuficiența cardiacă.
„Laboratorul nostru a descoperit recent o micropeptidă numită [DWORF], care se leagă direct de SERCA și îi îmbunătățește activitatea”, explică autorul principal al acestui nou studiu, Catherine Makarewich.
In acest studiu, am explorat potentialul terapeutic al nivelurilor ridicate de DWORF, ca o modalitate de a creste activitatea SERCA si de a imbunatati contractilitatea cardiaca in insuficienta cardiaca.
Catherine Makarewich
Impactul DWORF asupra funcției inimii
Makarewich și echipa au descoperit mai întâi că DWORF deplasează o moleculă numită fosfolamban (PLN), care inhibă activitatea SERCA.
Acest lucru a sugerat că oamenii de știință ar putea folosi DWORF pentru a ajuta la creșterea activității SERCA, permițând astfel inimii să-și recapete capacitatea de a se contracta și de a se relaxa eficient.
În studiul actual, ale cărui descoperiri apar în jurnal eLife, Cercetătorii au lucrat cu șoareci pe care i-au proiectat genetic pentru a exprima niveluri mai ridicate de DWORF, niveluri mai ridicate de PLN sau niveluri mai ridicate de DWORF și PLN în inimă.
Prin compararea rozătoarelor modificate genetic cu cele normale, oamenii de știință au observat că șoarecii cu niveluri mai ridicate de DWORF au avut un ciclu de calciu mai bun decât șoarecii obișnuiți.
În același timp, șoarecii proiectați pentru a exprima niveluri mai ridicate de PLN au avut un ciclu de calciu mai slab în comparație cu controalele. În cele din urmă, la șoarecii cu niveluri ridicate ale ambelor molecule, DWORF a împiedicat impactul PLN.
„Un candidat atractiv” pentru noi terapii
Pentru a consolida aceste descoperiri, cercetătorii au evaluat, de asemenea, efectele DWORF într-un model de șoarece de cardiomiopatie dilatată, în care inima se mărește și nu poate pompa sângele în mod eficient.
Șoarecii obișnuiți cu cardiomiopatie dilatată au avut o funcție slabă a ventriculului inimii stângi, partea inimii care pompează sângele oxigenat către corp.
Șoarecii cu cardiomiopatie dilatată, care au fost, de asemenea, proiectați pentru a avea niveluri mai ridicate de DWORF, cu toate acestea, au arătat o funcționare mai bună a ventriculului cardiac stâng.
În schimb, rozătoarele cu aceeași problemă cardiacă, dar fără DWORF, au afișat o funcție a ventriculului stâng și mai slabă decât comenzile.
Makarewich și echipa au remarcat, de asemenea, că șoarecii cu niveluri ridicate de DWORF nu au prezentat unele dintre semnele fiziologice obișnuite ale cardiomiopatiei, cum ar fi camerele cardiace mărite, subțierea pereților camerei și un volum mai mare de celule musculare cardiace.
De asemenea, șoarecii cu niveluri ridicate de DWORF nu au dezvoltat o acumulare de țesut cicatricial în inimă, care este o altă caracteristică a cardiomiopatiei.
„Încercările anterioare de a restabili SERCA pentru a proteja împotriva insuficienței cardiace nu au avut succes, deoarece s-au concentrat pe creșterea nivelului de SERCA în sine”, notează autorul principal al studiului, Eric Olson.
Pe baza constatărilor actuale, totuși, el crede că echipa ar fi putut identifica o țintă terapeutică mai viabilă în DWORF.
„Credem că creșterea nivelului de DWORF în schimb poate fi mai fezabilă și că dimensiunea redusă a moleculei DWORF ar putea face din acesta un candidat atractiv pentru un medicament de terapie genică pentru insuficiența cardiacă”, adaugă Olson.
