Suprasti ląstelių mirties ir išgyvenimo mechanizmus yra labai svarbu, kai kalbama apie tokias sąlygas kaip širdies nepakankamumas, kuris paveikia milijonus žmonių visame pasaulyje. Dabar Japonijos mokslininkai nustatė mechanizmą, kuris apsaugo širdies miocitus nuo išemijos arba kraujo tiekimo trūkumo.
Savo tyrime, paskelbtame m Gamtos komunikacijosTokijo medicinos ir stomatologijos universiteto (TMDU) Japonijoje mokslininkai nustatė ląstelių signalizacijos kelią, kuris stimuliuoja širdies miocitų apsauginius mechanizmus ir gali atverti naujų gydymo būdų kūrimo kelius.
Forkhead box O (FoxO) baltymų šeima dalyvauja daugelyje ląstelių funkcijų, o jų ląstelių aktyvumas yra griežtai kontroliuojamas. Dr. Maejima Yasuhiro, tyrimo autorė, teigia: „Mįslingiausias FoxO ląstelių funkcijos aspektas yra tai, kad ji reguliuoja ir ląstelių mirtį skatinančius, ir slopinančius mechanizmus, net ir tose pačiose ląstelėse.
Taigi TMDU mokslininkai daugiausia dėmesio skyrė FoxOs vaidmeniui, taip pat žinduolių steriliai 20 tipo kinazei 1 (Mst1), kuri, kaip žinoma, sąveikauja su FoxOs, kad reguliuotų tokius procesus kaip ląstelių išgyvenimas. Jie nustatė, kad Mst1 jungiasi ir fosforilina FoxO1.
Be to, kai Mst1 ir FoxO1 buvo ekspresuojami kartu širdies miocituose, tai padidino genų, gaminančių apsauginius antioksidantus, aktyvumą, tuo pačiu slopindamas genus, susijusius su ląstelių mirtimi.
Bet kaip veikia šis apsauginis mechanizmas? Norėdami atsakyti į šį klausimą, mokslininkai atidžiau pažvelgė į FoxO1 nukreiptus genus. Jie nustatė, kad antioksidantų genai turėjo surišimo vietas ir FoxO1, ir kito baltymo, vadinamo C/EBP-β, o genai, susiję su ląstelių mirtimi, turėjo tik FoxO1 surišimo vietas.
Vėliau tolesni eksperimentai parodė, kad esant FoxO1, Mst1 fosforilino C / EBP-β. Tai padidino FoxO1-C / EBP-β surišimą, o tai paskatino antioksidantų gamybą ir kitus išgyvenimo mechanizmus.
Kokį poveikį šis mechanizmas turi širdies ląstelėms? Pelėms, kurioms buvo sukurta genetinė inžinerija taip, kad širdyje netrūktų FoxO1 arba C/EBP-β, keturių valandų išemija iš tikrųjų padidina negyvų širdies audinių kiekį.
Kita vertus, kai pelėms, kurioms trūko FoxO1, buvo sukurta fosforilinto C/EBP-β forma, sumažėjo negyvų audinių kiekis širdyje. Kartu šie rezultatai parodė, kad ši Mst1-FoxO1-C / EBP-β sąveika apsaugojo širdį nuo išemijos.
Ilgainiui šios išvados gali sudaryti sąlygas naujų širdies nepakankamumo gydymo būdų kūrimui. „Jei C/EBP-β fosforilinimo lygis gali būti padidintas nesuaktyvinus Mst1, gali būti įmanoma skatinti ląstelių išgyvenimą nesuaktyvinant žalingų Mst1 funkcijų“, – aiškina prof. Junichi Sadoshima.
Kitaip tariant, vaistai, galintys selektyviai skatinti apsaugines Mst1 funkcijas, padėtų apsaugoti širdies miocitus gyvybei pavojingų būklių, tokių kaip širdies nepakankamumas, atveju.
Taigi šis tyrimas ne tik pagerina mūsų supratimą apie ląstelių mirtį ir išgyvenimą reguliuojančius mechanizmus, bet ir suteikia naujų vilčių pacientams, kenčiantiems nuo širdies nepakankamumo.