Ново многоинституционално проучване, ръководено от изследователи от Университета на Флорида и Калифорнийския университет в Лос Анджелис, предполага, че малкият протеин може да играе основна роля в борбата със сърдечната недостатъчност, свързана с мускулната дистрофия на Дюшен (DMD), най-честото летално генетично заболяване сред деца.

откритието

В сътрудничество с учени от цялата страна, изследователите от FSU установиха, че повишените нива на протеина саркоспан подобряват сърдечната функция чрез укрепване на мембраните на сърдечните клетки, които стават слаби при пациенти с DMD.

Констатациите им са публикувани в списанието JCI Insight.

Състоянието, което обикновено засяга младите момчета, е причинено от мутация, която пречи на тялото да произвежда дистрофин, протеин, който е от решаващо значение за здравето на скелетната, дихателната и сърдечната мускулатура. Напредъкът в лечението на някои видове DMD-свързана мускулна деградация е помогнал да се удължи продължителността на живота на пациентите. С възрастта на пациентите с ДМД обаче сърдечната им функция намалява драстично.

„Пациентите обикновено доживяват до 20 или 30 години“, казва водещият автор Мишел Парватияр, асистент в катедрата по хранене, храни и упражнения в Колежа по хуманитарни науки на FSU. "Настъпиха важни подобрения в дихателните грижи, на които преди се поддаваха повечето пациенти. Сега, през 20-те и 30-те години, те често се поддават на кардиомиопатия. Сърцето функционира с основен компонент на клетката липсва мембрана. С течение на времето тя се износва. "

Проучването е част от непрекъснатите усилия на биолога от UCLA Рейчъл Х. Кросби, авторът на изследването, който преди това е идентифицирал саркоспана като протеин, който може да подобри механичната поддръжка в скелетните клетъчни мембрани без дистрофин. Нейното откритие подбужда изследователите на DMD и потвърждава потенциала на саркоспан като ефективно средство в борбата срещу това състояние.

"Но никой всъщност не беше погледнал как повишаването на нивата на този протеин може да повлияе на сърцето", каза Парватияр.

Използвайки уникален модел на мишка с недостиг на дистрофин, Парватияр и нейните сътрудници направиха точно това.

В своето проучване екипът установява, че макар да не е подобен заместител на дистрофин, свръхекспресията на саркоспан в сърдечните клетки изглежда свършва работата по стабилизиране на клетъчните мембрани. Дори при стрес, изследователите установяват, че свръхекспресията на саркоспан е в състояние да подобри мембранния дефект в клетките с дефицит на дистрофин.

"Саркоспан не върши съвсем работата на дистрофина, но действа като лепило за стабилизиране на мембраната и задържане на протеинови комплекси заедно, когато липсва дистрофин", каза Парватияр, обяснявайки концепция, разработена от Кросби.

Сърдечните измервания потвърдиха, че саркоспанът наистина защитава клетъчната мембрана, дори когато сърцето е поставено под стрес. Съавтор на изследването и доцент по медицина в FSU Хосе Пинто извърши измерванията, заедно с аспирантката от FSU Кариса Дизелдорф Джоунс и изследователския асистент на Медицинския факултет на Университета в Маями Милър Rosemeire Takeuchi Kanashiro.

Освен че служи като вид стабилизиращо лепило, изследователите казват, че саркоспанът може да действа и като скеле, което поддържа други основни протеини в клетъчната мембрана. Тази функция може да позволи на саркоспан да носи мини версии на дистрофин - който в нормалното си състояние има дълъг и тромав генетичен код - до краищата на сърдечните клетки, където те биха могли да подкрепят крехките мембрани.

"Идеята е, че можете да прилагате саркоспан и дистрофин едновременно, а саркоспанът може да улесни локализирането на мини дистрофин в клетъчната мембрана и да спомогне за задържането на тези комплекси на място", каза Парватияр.

Двете възможни функции на Саркоспан могат да увеличат съществуващите лечения на DMD, каза Парватияр, или те биха могли да доведат до нови терапии, които подсилват отслабените мембрани на сърдечните клетки и подобряват качеството на живот на хората с DMD.

В предишната си позиция в UCLA Парватияр имаше чести взаимодействия с пациенти с DMD и техните семейства. Тя каза, че тези взаимодействия и непоклатимата надежда, на която е била свидетел при страдащите от ДМД, продължават да я карат да търси нови начини за борба с това изтощително състояние.

„Това бяха първите моменти в живота, в които някога съм имал някой да се приближи до мен и да ми благодари за работата ми“, каза тя. "Понякога можете да се почувствате отстранени от него в лабораторията ден след ден. Виждате нарастващ напредък. Но да видите хора, които наистина копнеят за помощ, е мотивиращо. Позитивността им е невероятно вдъхновяваща."

Изследователи от UCLA, университета в Маями, университета SUNY Binghamton и университета във Вашингтон допринесоха за това проучване. Финансирането беше осигурено от Националните здравни институти, Центъра за мускулна дистрофия на Дюшен към UCLA-CureDuchenne Postdoktorska стипендия и Американската сърдечна асоциация.