Един протеин може да определи колко белези се появяват

Ново изследване на UCLA, проведено при мишки, може да обясни защо някои хора страдат от по-големи белези от други след инфаркт. Изследването, публикувано в списание Cell, разкрива, че протеин, известен като колаген тип 5, играе критична роля в регулирането на размера на белезите в сърцето.

растежа

Веднъж образувана, сърдечната тъкан остава за цял живот, като намалява способността на сърцето да изпомпва кръв и добавя напрежение към останалия сърдечен мускул. Хората, които развиват по-големи белези, имат по-висок риск от проблеми със сърдечния ритъм, сърдечна недостатъчност и внезапна сърдечна смърт.

„Двама души с една и съща степен на инфаркт могат да завършат с различни количества белези“, казва д-р Арджун Деб, старши автор на изследването и член на Eli and Edythe Broad Center за регенеративна медицина и изследвания на стволови клетки в UCLA. "Предвид ясната връзка между размера на белезите и процента на оцеляване, ние се заехме да разберем защо някои сърца се бележат повече от други. Ако можем да намалим това белези, можем значително да подобрим оцеляването."

След инфаркт клетките на съединителната тъкан, наречени фибробласти, секретират различни протеини, които се комбинират, образувайки белези. По-голямата част от тези протеини са колагени, от които има 26 вида, всички функциониращи като вид лепило, което държи тялото заедно.

Колагените от тип 1 и 3 са в изобилие в увреденото сърце и също съставляват около 97% от белезите. Интересното е, че екипът на Деб отбеляза, че няколко колагена, които не са открити в невредимото сърце, са в изобилие от белези. Сред тази група се откроява колаген тип 5.

За да определят ролята, която този колаген играе в белезите, изследователите генетично са конструирали модел на мишка, който е бил неспособен да произвежда колаген тип 5 в белези след сърдечна травма. Резултатите бяха изненадващи.

"Обикновено, ако изтриете колаген, бихте очаквали размера на белезите да намалее, тъй като колагенът образува белези. Парадоксално установихме, че размерът на белега всъщност се е увеличил с 50%", каза Деб, която е професор по медицина в отдел по кардиология в Медицинския факултет на Дейвид Гефен в UCLA и директор на темата за изследване на сърдечно-съдовата медицина в училището.

Като копаят по-дълбоко, Деб и неговите сътрудници от Медицинското училище Geffen, Калифорнийския институт за наносистеми в UCLA и Отделът за науки за живота на UCLA установяват, че колагенът тип 5 регулира сковаността на белезите. Без него белезната тъкан беше по-малко твърда и следователно склонна към разширяване от силата на кръвта в сърцето.

„Белезната тъкан без колаген тип 5 е съвместима с каучук“, каза Деб. "Така че, когато сърцето се напълни с кръв, белегът се разширява по същия начин, както гуменият балон се разширява, когато се напълни с въздух."

Екипът отбеляза, че това разширяване е само началото. Протеиносекретиращите фибробласти се предупреждават за разширяването на белега от техните интегрини, рецептори, открити в клетъчната мембрана, които усещат промените в околната среда и изпращат сигнали навътре, за да регулират как клетката се държи в отговор на тези промени. Следователно фибробластите отделят повече протеини в опит да подсилят белега и да спрат разширяването. Но без колаген тип 5, отбеляза Деб, цикълът на разширяване и растеж на белези просто продължава.

За да спре цикъла, Deb тества лекарство, наречено Cilengitide, което нарушава сигнализирането на интегрин. Разработено като лечение на рак, беше установено, че лекарството е безопасно за употреба при хора в клинично изпитване фаза 3. Екипът установи, че лечението на мишки с дефицит на колаген от тип 5 с циленгитид нарушава този цикъл на обратна връзка и намалява размера на белега.

Фините различия в експресията в колаген тип 5 могат да обяснят защо някои оцелели от сърдечен удар образуват по-големи белези от други, каза Деб, която също е професор по молекулярна, клетъчна и биология на развитието.

Сега той работи по разработването на тест, който да идентифицира хората, чиито тела произвеждат по-малко колаген от тип 5. Възможно е такъв тест един ден да бъде използван в подход на прецизна медицина, насочен към хора, които могат да са склонни към увеличени белези от инфаркти и биха могли да се възползват от лекарства като Cilengitide.

Екипът на Deb също си сътрудничи с лекари и учени от отдела по дерматология в Медицинското училище Geffen, за да преследва потенциално незабавно клинично приложение за хора със синдром на Ehlers-Danlos, заболяване на съединителната тъкан, характеризиращо се с прекомерни белези, дори от леки наранявания, дължащи се на до мутации в гена, който произвежда колаген тип 5.

Употребата на Cilengitide не е тествана при хора като лечение на прекомерни белези и не е одобрена от Администрацията по храните и лекарствата като безопасна и ефективна за тази употреба. Новооткритият метод за лечение на нерегулирано заздравяване на рани е обхванат от патентна заявка, подадена от UCLA Technology Development Group от името на Регентите от Калифорнийския университет.