В настоящее время считается, что белок, обнаруженный в сердце, который, как известно, участвует в клеточной реакции на стресс в раковых клетках, играет решающую роль в способности сердечных клеток бороться с сердечными заболеваниями и восстанавливаться после сердечного приступа. Новое исследование, проведенное молекулярным кардиологом Университета Сан-Диего Кристофером Глембоцки, директором Института сердца SDSU, показало, что этот белок, по-видимому, способствует естественной способности сердечных клеток предотвращать вызванные стрессом повреждения. Согласно исследованию Глембоцки, это открытие предлагает новую стратегию лечения и профилактики для людей с риском сердечных заболеваний.
Белок, известный как ATF6, естественным образом встречается во всех клетках человеческого тела. Исследования, проведенные группой Глембоцкого и другими на протяжении многих лет, показали, что ATF6 реагирует на стресс, вызванный неправильно свернутыми белками в части клетки, называемой эндоплазматическим ретикулумом. Этот стресс часто вызван переизбытком реактивных молекул кислорода, которые нарушают нормальную способность клетки функционировать – основная причина повреждения сердца, когда люди страдают сердечными заболеваниями и сердечными приступами. В предыдущих исследованиях Глембоцки и его коллеги показали, что во время сердечных приступов у мышей ATF6 запускается в действие, но его функция в сердце неизвестна.
Чтобы исследовать эту загадку, Глембоцки и его коллеги обратились к линии мышей, у которых отсутствует ген, кодирующий выработку ATF6. У этих мышей они обнаружили, что сердечные заболевания вызывают более серьезные повреждения, чем мыши с нормально функционирующими версиями гена.
Изучая другие эффекты, которые белок ATF6 оказывает на клетки, исследователи обнаружили, что он активирует каскад генов стресс-реакции, которые ранее не были связаны с ATF6. Эти гены вырабатывают фермент, известный как каталаза, который действует как антиоксидант и нейтрализует вредные реактивные молекулы кислорода, уменьшая клеточный стресс и в первую очередь предотвращая неправильное сворачивание белков. Путем искусственного введения каталазы мышам, у которых отсутствовал ген ATF6, Глембоцкий и его команда обнаружили, что эти обработанные мыши показали те же защитные эффекты, что и мыши с рабочей версией гена ATF6.
Команда продолжила показывать, что с возрастом мыши постепенно теряют ATF6, и их сердца становятся более склонными к повреждению во время сердечного приступа. Пытаясь остановить этот возрастной эффект, Глембоцки и его команда разработали лекарство, основанное на генной терапии, которое может увеличить выработку ATF6 в клетках сердца. Это сработало, и у более старых мышей, которым вводили препарат, было меньше повреждений после сердечного приступа.
"Эта клеточная механика должна работать примерно так же у людей," Глембоцкий сказал. Взятые вместе, результаты показывают, что ATF6 играет решающую роль в запуске процесса, который снижает ишемию / реперфузионное повреждение (I / R). I / R возникает, когда кровь возвращается в ткани после сердечного приступа. Исследователи сообщили о своих выводах в выпуске журнала Circulation Research от 3 марта.
"Кажется, что это адаптивная реакция сердца, утраченная с возрастом," Глембоцкий сказал. "Мы думаем, что, как и мыши, клетки сердца человека обычно производят немного ATF6, но если бы они могли производить больше – как в молодом сердце, – сердце было бы более устойчивым к сердечным заболеваниям."
С этой целью он и его лаборатория, которая с 1983 года постоянно финансируется Национальными институтами здравоохранения, изучают различные способы увеличения выработки ATF6 в сердце. Один простой способ сделать это – увеличить количество тренировок.
"Наши предварительные исследования показывают, что упражнения могут естественным образом усилить эндогенный ATF6 и помочь предотвратить повреждение от I / R," Глембоцкий сказал.
Дополнительный способ увеличения ATF6 в сердце может включать использование генной терапии для усиления естественного ATF6. Это может быть особенно эффективно для пожилых людей, чья естественная защита от клеточного стресса ослабла.
"С возрастом адаптивная реакция сердца на стресс снижается," Глембоцкий сказал. "Если мы сможем доставить новые версии этих генов в самое сердце, мы сможем вернуть часть той защиты, которую вы естественным образом имеете в молодости."