Äskettäin löydetty molekyyli voisi hoitaa sydämen vajaatoimintaa
Sydämen vajaatoiminnassa sydän ei pysty pumppaamaan verta tehokkaasti koko kehoon. Yksi avaintekijä tämän tilan kehittymisessä on kalsiumin dysregulaatio. Äskettäin löydetystä molekyylistä, joka voi pystyä käsittelemään tätä ongelmaa, voi tulla seuraava terapeuttinen kohde tälle sydänsairaudelle.
Sydän voi supistua, rentoutua ja pumpata verta suonien läpi tehokkaasti, osittain prosessin, jota kutsutaan "kalsiumin pyöräilyksi", seurauksena. Tämä prosessi antaa kalsiumin kiertää soluissa ja soluissa.
Henkilön ikä heikentää toisinaan tätä sykliä, mikä voi myös vaikuttaa nopeuteen tai tehoon, jolla sydänlihas pumppaa verta.
Kalsiumin säätely voi siten johtaa sydämen vajaatoiminnan kehittymiseen.
Toistaiseksi tutkijat ovat keskittyneet sellaisten terapioiden kehittämiseen, jotka kohdistuvat SERCA-nimiseen molekyyliin, jonka tehtävänä on kuljettaa kalsiumioneja ja varmistaa sydänlihaksen rentoutuminen.
Sydämen vajaatoiminnassa SERCA ei toimi kunnolla, mikä on saanut jotkut tutkijat tutkimaan mahdollisuuksia kehittää geeniterapia, joka lisäisi SERCA-ilmentymistä.
Nyt asiantuntijat Texasin yliopiston lounaisosasta Dallasista ja Loyolan yliopistosta Chicagosta Illinoisissa ovat kuitenkin löytäneet mikropeptidin, jonka he nimittivät "kääpiön avoimeksi lukukehykseksi" (DWORF). Tutkijat uskovat, että DWORF voisi tasoittaa tietä paremmille hoidoille sydämen vajaatoiminnalle.
"Laboratoriomme löysi äskettäin mikropeptidin nimeltä [DWORF], joka sitoutuu suoraan SERCA: han ja parantaa sen aktiivisuutta", kertoo uuden tutkimuksen johtava kirjoittaja Catherine Makarewich.
"Tässä tutkimuksessa tutkimme korkean DWORF-tason terapeuttista potentiaalia keinona lisätä SERCA-aktiivisuutta ja parantaa sydämen supistuvuutta sydämen vajaatoiminnassa."
Catherine Makarewich
DWORFin vaikutus sydämen toimintaan
Makarewich ja tiimi havaitsivat ensin, että DWORF syrjäyttää fosfolambaniksi (PLN) kutsutun molekyylin, joka estää SERCA-aktiivisuutta.
Tämä viittasi siihen, että tutkijat saattavat pystyä käyttämään DWORF: ää auttaakseen lisäämään SERCA-toimintaa, jolloin sydän voi palauttaa kykynsä supistua ja rentoutua tehokkaasti.
Tässä tutkimuksessa, jonka havainnot näkyvät lehdessä eLifeTutkijat työskentelivät hiirien kanssa, jotka he olivat muuntaneet geneettisesti ilmaisemaan korkeampia DWORF-tasoja, korkeampia PLN-tasoja tai korkeampia sekä DWORF- että PLN-tasoja sydämessä.
Vertaamalla geneettisesti muokattuja jyrsijöitä normaaleihin, tutkijat huomasivat, että hiirillä, joilla oli korkeampi DWORF-taso, oli parempi kalsiumin kierto kuin tavallisilla hiirillä.
Samaan aikaan hiirillä, jotka oli suunniteltu ilmaisemaan korkeampia PLN-tasoja, kalsiumin kierto oli heikompaa kuin verrokeilla. Lopuksi hiirissä, joissa molemmat molekyylit olivat suuria, DWORF esti PLN: n vaikutuksen.
”Houkutteleva ehdokas” uusille terapioille
Näiden havaintojen vakiinnuttamiseksi tutkijat arvioivat myös DWORF: n vaikutuksia laajentuneen kardiomyopatian hiirimallissa, jossa sydän laajenee eikä pysty pumppaamaan verta tehokkaasti.
Säännöllisillä hiirillä, joilla on laajentunut kardiomyopatia, oli vasemman sydämen kammion, sydämen osan, joka pumppaaa hapettunutta verta kohti kehoa, toiminta heikko.
Hiirillä, joilla oli laajentunut kardiomyopatia ja jotka myös muokattiin korkeammalle DWORF-tasolle, osoitettiin kuitenkin vasemman sydämen kammion parempaa toimintaa.
Päinvastoin, jyrsijöillä, joilla on sama sydänvaiva, mutta joilla ei ole lainkaan DWORFia, vasemman kammion toiminta on vielä heikompaa kuin kontrollilla.
Makarewich ja tiimi huomauttivat myös, että hiirillä, joilla oli korkea DWORF-taso, ei ollut joitain tavanomaisia kardiomyopatian fysiologisia oireita, kuten suurentuneet sydämen kammiot, kammion seinämien oheneminen ja suurempi määrä sydänlihassoluja.
Hiirillä, joilla oli korkea DWORF-taso, ei myöskään kehittynyt arpikudoksen kertymistä sydämeen, mikä on toinen kardiomyopatian ominaisuus.
"Aikaisemmat yritykset palauttaa SERCA suojaamaan sydämen vajaatoimintaa vastaan ovat olleet epäonnistuneita, koska ne ovat keskittyneet itse SERCA: n määrän kasvamiseen", toteaa tutkimuksen vanhempi kirjailija Eric Olson.
Nykyisten havaintojen perusteella hän ajattelee kuitenkin, että tiimi on voinut tunnistaa elinkelpoisemman terapeuttisen kohteen DWORF: ssä.
"Uskomme, että DWORF-tasojen nostaminen voi sen sijaan olla toteuttamiskelpoisempaa ja että DWORF-molekyylin pieni koko voi tehdä siitä houkuttelevan ehdokkaan sydämen vajaatoiminnan geeniterapialääkkeelle", Olson lisää.
