19.02.2021
Специалисты госпиталя Джона Хопкинса занимались изучением активных протеинов. Последние ответственны за запуск и активизацию процесса очищения клеток от разрушенных белков, оказывающих негативное воздействие и вызывающих развитие сердечной недостаточности. Повышенное содержание «плохих» белковых фракций становится причиной появления сердечных болей. Ученые выяснили, как запустить функцию очищения клеток и восстановить работу миокарда.
На фоне сформировавшегося сердечного приступа происходит нарушение целостности клеток миокарда – кардиомиоцитов. В результате этого происходит активизация разных групп ферментов. Одним из них является протеинкиназа G, в компетенции которого находится регуляция тока кальция. Кроме того, он ответственен за расширение просветов сосудов.
Проведенные на грызунах исследования показали, что кроме известной медикам функции влияния на кальций, протеинкиназа G запускает работу особых белков CHIP. Они также известны как ко-шапероны. При повреждении кардиомиоцитов CHIP «помогают» транспортировать поврежденные белки в протеасомы. Последние представляют собой крупные по размерам молекулы клеток, берущие на себя роль утилизаторов белков.
Для выявления особенностей работы CHIP белков Марк Ранек провел исследование, использовав для тестирования генетически модифицированных грызунов.
«Организовав» подопытным крысам сердечный приступ доктор заблокировал протеинкиназу G, что привело к снижению уровня CHIP белков. Результаты опыта показали, что при отсутствии активности протеинкиназы G количество CHIP-протеинов оказывается намного ниже необходимой нормы. В результате дефицита ко-шаперонов поврежденные либо неверно сформированные в результате сердечного приступа белки не восстанавливали структуру, а просто накапливались.
Опыт показал, что ведущую роль в удалении из клеток поврежденных протеинов берут на себя именно CHIP-белки. Исследование также доказало, что активация и дезактивация протеинкиназы G имеет непосредственное влияние на функцию ко-шаперонов.
Полученные результаты натолкнули медиков на новую идею. Модификация ко-шаперонов при помощи протеинкиназы G – как вариант также рассматривается разработка его генетический имитации – позволяет повышать способность клеток к очищению от поврежденных белковых соединений.
Исследователи отмечают, что нарушения в процессах восстановления кардиомиоцитов после произошедшего инфаркта происходит именно из-за накопления в них разрушенных белков. Если «мусор» своевременно переместить в протеасомы, причем сделать это масштабно и оперативно, то можно предупредить развитие сердечной недостаточности, сопровождающей сердечный приступ.
Дэвид Класс считает, что благодаря небольшим размерам CHIP, работать с белком будет достаточно просто и сложностей с созданием генетической мутации не возникнет.
Специалист указывает, что фермент одинаково полезен как при патологиях сердечной мышцы, так и неврологических проблемах, в частности, при болезнях Альцгеймера или Паркинсона. Развитие последних, как известно, обусловлено накоплением поврежденных белковых фракций в тканях головного мозга.
Доктор Класс и команда медиков уже сделали заявку на патент нового типа терапии.