Inriktning på "mikrotubuli" kan förhindra hjärtsvikt
Forskare publicerar en studie i tidskriften Naturmedicin som bestämde orsaken till ”styvt hjärta”. Resultaten kan hjälpa till att förhindra framtida fall av hjärtsvikt.
En av de vanligaste orsakerna till hjärtsvikt är ”styvt hjärtsyndrom”.
Enligt Dr. Jerry Sokol - en kardiolog i Deer Park, NY - orsakar detta vätska att byggas upp och tillbaka upp i lungorna.
Detta inträffar "vanligtvis hos patienter äldre än 60 år", säger han.
På mikrocellulär nivå avslöjade de att styvt hjärta verkar vara relaterat till mikrotubuli i hjärtmuskelns celler.
Genom att behandla dessa mikrotubuli med nyutvecklad forskning och mediciner kommer hjärtkirurger snart att kunna behandla patienter med denna typ av hjärtsvikt mer effektivt.
Den nya studien leddes av Dr. Ben Prosser - en biträdande professor i fysiologi vid Perelman School of Medicine vid University of Pennsylvania i Philadelphia - och är en "fortsättning" på forskning som genomfördes för 2 år sedan om hur mikrotubuli hjälper till att reglera hjärtslag .
Undersöker mikrotubuli
"Dessa resultat ger övertygande bevis från humana prover för ett nytt terapeutiskt mål för hjärtsjukdomar", säger Dr Prosser; hans team syftar till att "utveckla terapier som söker upp de skadade mikrotubuli för att vända deras skadliga inflytande."
Normalt har mikrotubuli-celler i hjärtat olika struktur- och signalroller. När dessa mikrotubuli förändras antas resultatet utlösa hjärtsjukdom.
Nya studier har föreslagit att kemiska förändringar i mikrotubuli som kallas detyrosinering - det vill säga avlägsnande av en kemisk grupp av tyrosin - kontrollerar en persons hjärtslag.
Detyrosinerade mikrotubuli ger motstånd som kan "hindra rörelsen hos sammandragande hjärtmuskelceller." Dr Prosser och hans team testade enstaka hjärtmuskelceller för att identifiera förändringar i cellens mikrotubuli-nätverk och deras konsekvenser för normal hjärtfunktion.
De analyserade vävnaderna från vänster kammare hos hjärttransplantationspatienter avslöjade en jämn nivå av proteiner som resulterade i förstärkning av mikrotubuli.
Tack vare superupplösningsavbildning hittade forskarna också ett "tätt, kraftigt detyrosinerat mikrotubuli-nätverk i de sjuka hjärtmuskelcellerna."
Forskarna använde ett läkemedel för att undertrycka deyrosinerade mikrotubuli och lyckades återställa cirka 50 procent av den förlorade kontraktila funktionen i de sjuka cellerna. De avslöjade också att genetiskt sänkning av mikrotubuli-detyrosinering "mjukade" alla sjuka celler, vilket förbättrade deras förmåga att dra ihop sig.
Enligt doktor Sokol, till skillnad från den vanliga typen av hjärtsvikt - vanligtvis orsakad av en försvagad hjärtmuskel (när hjärtat inte dras ihop efter pumpning) - uppstår ett styvt hjärta som resulterar i hjärtsvikt eftersom hjärtat inte “ slappna av ”väl efter kontrakt.
”Också,” säger han, “ju mer skadade [mikrotubuli] man har, desto svagare är hjärtat. När de skadade mikrotubuli komprimeras fungerar hjärtat bättre. ”
Tidigare kliniska data från institutionen identifierade en "direkt korrelation mellan överskott av mikrotubuli-detyrosinering och en minskning av hjärtfunktionen" hos patienter som lever med hypertrofisk kardiomyopati.
I detta tillstånd kan förtjockad hjärtmuskel leda till problem med att bibehålla både rätt blodtrycksnivåer och blodflöde genom hjärtat.
Information från transplantationer
För denna studie citerade teamet forskning utförd av transplantationskardiolog och studieförfattare Dr Ken Margulies, professor i kardiovaskulär medicin.
Dr Margulies jämförde mänsklig hjärtvävnad som donerats av hjärttransplantationspatienter med normal hjärtvävnad från andra givare. Resultatet var att detyrosinering var större i sjuka hjärtan.
Därför innehåller celler från sjuka hjärtan fler mikrotubuli, och dessa mikrotubuli har större detyrosinering.
Denna process innebar nedsatt funktion i denna patientpopulation; deras hjärtan, före transplantation, hade en lägre utkastningsfraktion (en markör för hjärthälsa utformad för att mäta blodet som pumpades ut ur hjärtkammare vid varje sammandragning) som matchade med större detyrosinering.
För närvarande söker laget sätt att bara rikta in mikrotubuli med hjärtmuskelceller. Genom att använda Penn Gene Vector Core förädlar forskarna genterapimetoder för att transportera ”ett enzym till hjärtat som vänder detyrosinering i hjärtmuskelceller.”
Dr Sokol tillägger: "Hjärtsvikt är en av de allvarligaste hjärtsjukdomarna och blir allt vanligare med åldern hos både män och kvinnor."
"Den här nya forskningen från Penn är i spädbarnsstadier", avslutar han, "men förhoppningsvis kommer den att förhindra hjärtsvikt hos patienter, vilket resulterar i hälsosammare liv."
