В своем стремлении лечить сердечно-сосудистые заболевания исследователи и фармацевтические компании уже давно заинтересованы в разработке новых лекарств, активирующих сердечный белок под названием APJ. Но исследователи из Медицинского научно-исследовательского института Сэнфорд-Бернхэм (Sanford-Burnham) и Медицинского факультета Стэнфордского университета открыли вторую, ранее неизвестную функцию APJ – он обнаруживает механические изменения, когда сердце находится в опасности, и запускает тело. курс на сердечную недостаточность. Это означает, что активация APJ в некоторых случаях может быть вредной – потенциально откровенная информация для некоторых производителей сердечных препаратов. Исследование появится 18 июля в журнале Nature.
"Недостаточно просто найти молекулу, активирующую APJ. Для сердечной недостаточности важно не то, включен или выключен этот рецептор, а то, как он активируется," сказала Пилар Руис-Лозано, доктор философии.D., кто руководил исследованием. Руис-Лозано, бывший доцент в Sanford-Burnham, теперь является адъюнкт-профессором педиатрии в Медицинской школе Стэнфордского университета и адъюнкт-преподавателем в Sanford-Burnham.
Растягивая сердце
APJ – это рецептор, который находится на поверхности клетки во многих органах, где он воспринимает внешнюю среду. Когда появляется гормон под названием апелин и связывает APJ, он запускает молекулярную цепную реакцию, которая влияет на ряд клеточных функций. Многие предыдущие исследования показали, что активность апелина-APJ направляет полезные процессы, такие как развитие эмбрионального сердца, поддержание нормального кровяного давления и образование новых кровеносных сосудов.
Однако, согласно последнему исследованию Руиса-Лозано, APJ также может быть активирован вторым, более опасным способом, не связанным с апелином. Таким образом, APJ воспринимает механические изменения в сердце и реагирует на них.
Чтобы лучше понять эти механические изменения, давайте посмотрим на человека с высоким кровяным давлением. В этом случае сердце человека должно работать больше, чтобы перекачивать такое же количество крови с той же скоростью, что и у здорового человека. Чтобы удовлетворить возросший спрос, отдельные клетки сердечной мышцы начинают производить больше белков, делая клетки больше. В конце концов, клеточные мембраны растягиваются, и каждая клетка начинает отдаляться от своего соседа. Это приводит к увеличению сердца – состоянию, известному как гипертрофия. При патологических (болезненных) состояниях гипертрофия может привести к сердечной недостаточности.
APJ и сердечная недостаточность
Лучший способ определить роль белка в конкретном клеточном процессе – это посмотреть, что происходит, когда он отсутствует. Для этого команда Руиса-Лозано, включая соавторов Марию Сесилию Сцимию, Ph.D. и Сесилия Уртадо, доктор философии.D., использовали мышей без APJ. В повседневных условиях мыши с дефицитом APJ выглядели совершенно нормальными. Однако, в отличие от своих обычных собратьев, мыши без APJ не могли почувствовать опасность, когда их сердца увеличились. В результате мыши были здоровее без APJ – ни у кого не было сердечной недостаточности.
"Другими словами, без APJ незнание – это блаженство: сердце не ощущает опасности и поэтому не активирует гипертрофические пути, ведущие к сердечной недостаточности," Руис-Лозано сказал. "Это говорит нам о том, что, в зависимости от того, как это делается, активация APJ может ухудшить положение пациентов с сердечными заболеваниями."