Malattia del cuore

Insufficienza cardiaca: una nuova droga potrebbe arrestare la malattia e migliorare la funzionalità cardiaca

L'insufficienza cardiaca si verifica quando il cuore perde la capacità di pompare il sangue in modo efficace. Gli attuali trattamenti possono rallentare o arrestare il peggioramento della malattia, ma non possono regredire. Ora, gli scienziati hanno progettato una molecola che non solo può frenare l'insufficienza cardiaca ma anche migliorare la capacità di pompaggio del sangue del cuore.

I ricercatori in Brasile e negli Stati Uniti che hanno sviluppato e testato il farmaco sperimentale lo hanno battezzato "SAMβA", che è l'abbreviazione di "antagonista selettivo dell'associazione mitofusina 1-β2PKC".

Quando i ricercatori l'hanno somministrato a ratti con insufficienza cardiaca, la molecola non solo ha fermato la malattia progredendo, ma ha anche ridotto la sua gravità migliorando la capacità del muscolo cardiaco di contrarsi.

La rivista Nature Communications ha pubblicato un articolo su come i ricercatori hanno sviluppato SAMβA e testato su cellule del cuore e modelli di insufficienza cardiaca.

"I farmaci attualmente in uso", dice il primo autore dello studio, Julio C. B. Ferreira, professore all'Istituto di scienze biomediche dell'Università di San Paolo in Brasile, "ferma la progressione della malattia ma non regredisce mai".

SAMβA agisce bloccando una specifica interazione tra le proteine ​​mitofusina 1 (Mfn1) e beta II protein chinasi C (β2PKC) la cui associazione danneggia i mitocondri nelle cellule del muscolo cardiaco, causando la morte delle cellule. I mitocondri sono piccoli compartimenti all'interno dei corpi cellulari che rendono le cellule energetiche chimiche necessarie per funzionare e vivere.

"Abbiamo dimostrato che regolando questa specifica interazione, potremmo entrambi arrestare (la) progressione e far regredire la malattia ad uno stadio meno grave", spiega il prof. Ferreira.

Insufficienza cardiaca e cause

Secondo i dati più recenti dei Centers for Disease Control and Prevention (CDC), nel 2016 ci sono stati circa 5,7 milioni di persone negli Stati Uniti che soffrono di insufficienza cardiaca.

Gli organi e i tessuti del corpo richiedono una fornitura costante di sangue ricco di ossigeno e di nutrienti per funzionare e rimanere in buona salute.

L'insufficienza cardiaca si verifica quando la capacità del cuore di pompare sangue non corrisponde ai bisogni del corpo.

In un cuore sano, il muscolo cardiaco si contrae e pompa sangue appena ossigenato nell'aorta da dove viaggia verso il resto del corpo.

In una persona con insufficienza cardiaca, il muscolo cardiaco è debole o danneggiato e non si contragga completamente, lasciando un po 'di sangue lasciato a raggrupparsi all'interno dell'organo.

Le persone con insufficienza cardiaca spesso si sentono stanche e affaticate e possono sperimentare mancanza di respiro durante la vita di tutti i giorni. Possono anche faticare a respirare quando si sdraiano e possono ingrassare a causa del gonfiore allo stomaco, alle caviglie, ai piedi o alle gambe.

Le cause più comuni di insufficienza cardiaca sono malattie e condizioni che indeboliscono o danneggiano il cuore. Questi includono malattia coronarica, infarto, ipertensione e diabete.

SAMβA 'è selettivo'

I cuori in difetto sovrastampano la proteina β2PKC. Il lavoro precedente di alcuni dei ricercatori in Brasile aveva mostrato che il blocco della funzione cardiaca migliorata dalle proteine ​​nelle persone con insufficienza cardiaca.

Tuttavia, mentre l'inibitore β2PKC ha usato una funzione cardiaca migliorata, ha anche impedito alla proteina di fare altre cose che aiutano il cuore.

Quello che il nuovo studio mostra è che SAMβA "è più selettivo". Blocca solo una specifica interazione, ed è quella che β2PKC ha con Mfn1 – quella che influenza la funzione dei mitocondri. Non influenza le altre interazioni di β2PKC.

Per dimostrarlo, il team ha effettuato una serie di test su cellule, roditori e campioni di tessuto cardiaco da persone con insufficienza cardiaca.

Rivela che β2PKC si accumula sulla parete esterna dei mitocondri e altera chimicamente la funzione di Mfn1 aggiungendo un gruppo fosfato ad essa. Ciò porta ad un "accumulo di mitocondri frammentati e disfunzionali nello scompenso cardiaco", osservano gli autori dello studio.

Gli scienziati definiscono il processo attraverso il quale il β2PKC altera la fosforilazione di Mfn1 ed è uno dei meccanismi "più comuni" nelle cellule per alterare la funzione delle proteine.

Il team ha sperimentato vari composti per trovare molecole candidate che potrebbero bloccare questa interazione tra β2PKC e Mfn1 per prevenire il conseguente danno ai mitocondri.

Hanno identificato sei molecole che potrebbero bloccare l'interazione β2PKC-Mfn1, ma di queste, solo SAMβA l'ha fatto in un modo che non ha influenzato le altre interazioni di β2PKC.

Test effettuati utilizzando cellule cardiache umane hanno dimostrato che, come i farmaci già in uso per il trattamento dell'insufficienza cardiaca, il SAMβA potrebbe frenare la progressione della malattia.

Tuttavia, a differenza dei trattamenti convenzionali, molti dei quali sono in circolazione dagli anni '80, SAMβA ha compiuto un ulteriore passo in avanti: ha migliorato la capacità delle cellule cardiache di contrarsi, il che è essenziale per un efficace pompaggio del sangue.

I ricercatori hanno osservato che il SAMβA riduce anche un marker di stress ossidativo nelle cellule cardiache. Lo stress ossidativo può innescare la morte cellulare se la cellula non può difendersi da essa.

In una serie finale di test, il team ha indotto uno scompenso cardiaco nei ratti provocando un infarto. A differenza dei ratti che hanno ricevuto un placebo, quelli che hanno ricevuto SAMβA hanno smesso di mostrare segni di insufficienza cardiaca e hanno mostrato un miglioramento nella funzione cardiaca.

Per progredire verso un trattamento clinico, gli altri team ora devono testare la molecola in modo indipendente. È inoltre necessario verificarne la compatibilità con altri farmaci per l'insufficienza cardiaca.

"La convalida e la riproduzione delle nostre scoperte da parte di altri gruppi sono fondamentali per il processo di sviluppo di SAMβA per l'uso nel trattamento dell'insufficienza cardiaca. Cercheremo partner nel settore pubblico e privato per questo scopo".

Prof. Julio C. B. Ferreira

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