Сердечная недостаточность: новый препарат может остановить болезнь и улучшить работу сердца
Сердечная недостаточность возникает, когда сердце теряет способность эффективно перекачивать кровь. Текущие методы лечения могут замедлить или остановить прогрессирование болезни, но не вылечить ее регресс. Теперь ученые разработали молекулу, которая может не только обуздать сердечную недостаточность, но и улучшить способность сердца перекачивать кровь.
Исследователи из Бразилии и США, которые разработали и протестировали экспериментальный препарат, назвали его «SAMβA», что является сокращением от «селективный антагонист ассоциации митофузина 1-β2PKC».
Когда исследователи дали его крысам с сердечной недостаточностью, молекула не только остановила прогрессирование болезни, но и снизила ее тяжесть, улучшив способность сердечной мышцы сокращаться.
Журнал Nature Communications опубликовал статью о том, как исследователи разработали SAMβA и протестировали его на клетках сердца и моделях сердечной недостаточности на грызунах.
«Лекарства, которые используются в настоящее время, - говорит автор первого исследования Хулио К. Б. Феррейра, профессор Института биомедицинских наук Университета Сан-Паулу в Бразилии, - останавливают [] прогрессирование заболевания, но никогда не заставляют его регрессировать».
SAMβA работает, блокируя специфическое взаимодействие между белками митофузин 1 (Mfn1) и бета II протеинкиназой C (β2PKC), ассоциация которых нарушает митохондрии в клетках сердечной мышцы, вызывая гибель клеток. Митохондрии - это крошечные отсеки внутри клеточных тел, которые заставляют клетки химической энергии функционировать и жить.
«Мы показали, что, регулируя это конкретное взаимодействие, мы можем как остановить [] прогрессирование, так и сделать болезнь менее тяжелой», - объясняет профессор Феррейра.
Сердечная недостаточность и причины
Согласно последним данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC), в 2016 году в США насчитывалось около 5,7 миллиона человек, страдающих сердечной недостаточностью.
Органы и ткани организма нуждаются в постоянном притоке крови, богатой кислородом и питательными веществами, для функционирования и поддержания хорошего здоровья.
Сердечная недостаточность возникает, когда способность сердца перекачивать кровь не соответствует потребностям организма.
В здоровом сердце сердечная мышца сокращается и перекачивает свежую оксигенированную кровь в аорту, откуда она направляется к остальному телу.
У человека с сердечной недостаточностью сердечная мышца ослаблена или повреждена и не сокращается полностью, в результате чего часть крови собирается внутри органа.
Люди с сердечной недостаточностью часто чувствуют усталость и утомление, а также могут испытывать одышку в повседневной жизни. Им также может быть трудно дышать, когда они лежат, и они могут набирать вес из-за опухоли в животе, лодыжках, ступнях или ногах.
Наиболее частыми причинами сердечной недостаточности являются болезни и состояния, ослабляющие или повреждающие сердце. К ним относятся ишемическая болезнь сердца, сердечные приступы, высокое кровяное давление и диабет.
SAMβA «селективен»
Несостоятельные сердца чрезмерно продуцируют белок β2PKC. Предыдущая работа некоторых исследователей из Бразилии показала, что блокирование белка улучшает работу сердца у людей с сердечной недостаточностью.
Однако, хотя ингибитор β2PKC, который они использовали, улучшал функцию сердца, он также не позволял белку выполнять другие функции, которые помогают сердцу.
Новое исследование показывает, что SAMβA «более селективен». Он блокирует только одно конкретное взаимодействие, а именно то, что β2PKC имеет с Mfn1 - то, которое влияет на функцию митохондрий. Он не влияет на другие взаимодействия β2PKC.
Чтобы показать это, команда провела серию тестов на клетках, грызунах и образцах сердечной ткани людей с сердечной недостаточностью.
Он показывает, что β2PKC накапливается на внешней стенке митохондрий и химически изменяет функцию Mfn1, добавляя к нему фосфатную группу. Это приводит к «накоплению фрагментированных и дисфункциональных митохондрий при сердечной недостаточности», отмечают авторы исследования.
Ученые называют процесс, посредством которого β2PKC изменяет фосфорилирование Mfn1, и это один из «наиболее распространенных» механизмов изменения функции белков в клетках.
Команда экспериментировала с различными соединениями, чтобы найти молекулы-кандидаты, которые могли бы блокировать это взаимодействие между β2PKC и Mfn1, чтобы предотвратить последующее повреждение митохондрий.
Они идентифицировали шесть молекул, которые могли блокировать взаимодействие β2PKC-Mfn1, но из них только SAMβA действовал таким образом, который не влиял на другие взаимодействия β2PKC.
Тесты с использованием человеческих сердечных клеток показали, что, как и лекарства, которые уже используются для лечения сердечной недостаточности, SAMβA может сдерживать прогрессирование заболевания.
Однако, в отличие от традиционных методов лечения, многие из которых применяются с 1980-х годов, SAMβA пошел еще дальше: он усилил способность сердечных клеток сокращаться, что важно для эффективного перекачивания крови.
Исследователи заметили, что SAMβA также снижает уровень маркера окислительного стресса в клетках сердца. Окислительный стресс может вызвать гибель клетки, если клетка не может защитить себя от него.
В последнем наборе тестов команда вызвала сердечную недостаточность у крыс, спровоцировав сердечный приступ. В отличие от крыс, получавших плацебо, крысы, получавшие SAMβA, перестали проявлять признаки сердечной недостаточности и показали улучшение функции сердца.
Чтобы добиться прогресса в клиническом лечении, другим командам теперь необходимо независимо протестировать молекулу. Также необходимо проверить его совместимость с другими препаратами от сердечной недостаточности.
«Подтверждение и воспроизведение наших результатов другими группами имеет решающее значение для процесса разработки SAMβA для использования при лечении сердечной недостаточности. Для этого мы будем искать партнеров в частном и государственном секторах ».
Проф. Хулио К. Б. Феррейра
