Исследователи из Университета штата Флорида, работающие в международном сотрудничестве, определили новые генетические варианты, которые вызывают сердечные заболевания у младенцев, и их исследования привели к новому пониманию роли белка, который влияет на то, как сердце качает кровь. Это открытие может привести к новым методам лечения людей, страдающих сердечными заболеваниями.

В двух отдельных статьях Хосе Пинто, доцент Медицинского колледжа, и П. Брайант Чейз, профессор кафедры биологических наук, работали с докторантами Джейми Джонстоном и Майконом Ландим-Виейрой, чтобы исследовать болезнь это заставило сердце качать со слишком малой силой. Их работа была опубликована в Журнал биологической химии и в Границы в физиологии .

Исследователи обнаружили новые взаимодействия внутри частей белка под названием тропонин. Тропонин состоит из трех частей – тропонина С, тропонина I и тропонина Т – которые работают вместе, чтобы регулировать сердечную перекачку крови. Исследователи из бывшего Советского Союза обнаружили взаимодействия тропонина C с частями тропонина T, которые могут уменьшить силу сердцебиения, чего ученые раньше не замечали.

Все эти белки работают как оркестр. Что для оркестра главное? Быть в гармонии, в балансе. У вас должен быть хороший баланс и гармония, иначе вы не сможете создавать хорошую музыку. Если один из этих белков не синхронизирован с другими белками, у вас не будет гармоничного или сбалансированного оркестра, и тогда это приведет к болезни ».

Хосе Пинто, доцент медицинского колледжа

Большинство предыдущих работ было посвящено взаимодействиям между тропонином С и тропонином I или между тропонином Т и другим белком, называемым тропомиозином. Новое взаимодействие между тропонином С и тропонином Т – это «взаимодействие, которое будет модулировать, какую силу сердце генерирует при каждом сердцебиении», сказал Пинто. «Если вы увеличиваете количество этих взаимодействий, скорее всего, вы уменьшаете сокращение сердца, и если вы предотвращаете эти взаимодействия, очень вероятно, что вы увеличиваете силу сокращения в каждом сердцебиении».

Но наука иногда приводит к большему количеству вопросов, чем ответов. Соответствующее исследование тех же исследователей из бывшего СССР сообщило о новой комбинации генетических вариантов в другой части тропонина С, которая также вызывала сердечные заболевания у детей. Вместо того, чтобы раскрывать новые взаимодействия между частями тропонина, это исследование привело исследователей к выводу, что для тропонина должна быть неизвестная роль, возможно, в ядре клетки, сказал Чейз.

В этом исследовании секвенирование ДНК показало, что у матери и отца были разные варианты, которые оба влияли на белок тропонина С. Хотя их клеточная функция была изменена таким образом, что исследователи ожидали, что у них будут проблемы с сердцем, у них не было признаков болезни сердца. У их детей, однако, были оба варианта, и хотя функционирование их клеток было более нормальным, у них развилась смертельная болезнь сердца.

«Некоторые эксперименты дают много непосредственного понимания, но в других случаях мы обнаруживаем, что просто не понимаем всего, что, по нашему мнению, делаем», – сказал Чейз. «Насколько мы узнали, насколько мы понимаем, есть еще много чего неизвестного. И это те времена, которые могут в конечном итоге привести к совершенно новым, неожиданным выводам».

Понимание взаимодействия между частями белка тропонина, а также различных ролей тропонина в клетках сердца поможет определить новые способы лечения сердечно-сосудистых заболеваний, как для болезни, вызванной конкретными генетическими вариантами, обнаруженными исследователями, так и для болезни сердца в целом.

«Эти заболевания вызваны, по-видимому, небольшими изменениями в ДНК», сказал Чейз. «Есть генетические технологии, чтобы изменить это, ввести общую последовательность ДНК, но применение генетических технологий к болезням человека находится в зачаточном состоянии, и нет надежного и этичного способа применить изменения в геноме ко всем сердечным пациентам, которые могли бы извлечь пользу Исходя из этого. Я уверен, что будут способы исправить генетические варианты для ряда заболеваний, но медицинское сообщество только начинает выяснять, как сделать это безопасно для людей ».

В этой работе участвовали исследователи из Лаборатории трансляционных исследований ФГУ, Федерального университета Рио-де-Жанейро, Федерального университета Минас-Жерайс, Тель-Авивского Медицинского Центра Сураски, Тель-Авивского университета и Йельского университета. Исследование было поддержано Американской кардиологической ассоциацией и Национальными институтами здравоохранения.