Cardiovascolare / Cardiologia

La molecola appena scoperta potrebbe trattare l'insufficienza cardiaca

Nell'insufficienza cardiaca, il cuore non è in grado di pompare il sangue in modo efficace in tutto il corpo. Un fattore chiave nello sviluppo di questa condizione è la disregolazione del calcio. Una molecola scoperta di recente che potrebbe essere in grado di affrontare questo problema potrebbe diventare il prossimo obiettivo terapeutico per questa condizione cardiaca.

Il cuore può contrarre, rilassare e pompare il sangue attraverso le vene in modo efficace, in parte a causa di un processo chiamato "calcio ciclico". Questo processo consente al calcio di circolare dentro e fuori dalle cellule.

Questo ciclo è a volte compromesso dall'età di una persona, che può anche influenzare il ritmo o la potenza con cui il muscolo cardiaco pompa sangue.

La disregolazione del calcio può quindi portare allo sviluppo di insufficienza cardiaca.

Finora, i ricercatori si sono concentrati sullo sviluppo di terapie mirate a una molecola nota come SERCA, il cui ruolo è quello di trasportare ioni di calcio, garantendo il rilassamento del muscolo cardiaco.

Nell'insufficienza cardiaca, SERCA non funziona correttamente, il che ha portato alcuni scienziati a esaminare le possibilità di sviluppare una terapia genica che aumenterebbe l'espressione di SERCA.

Ora, tuttavia, gli specialisti dell'Università del Texas Southwestern di Dallas e della Loyola University di Chicago, nell'Illinois, hanno scoperto un micropeptide, che hanno battezzato "Dwarf open reading frame" (DWORF). Gli scienziati ritengono che il DWORF potrebbe aprire la strada a migliori trattamenti per l'insufficienza cardiaca.

"Il nostro laboratorio ha recentemente scoperto un micropeptide chiamato (DWORF), che si lega direttamente a SERCA e migliora la sua attività", spiega l'autore principale di questo nuovo studio, Catherine Makarewich.

"In questo studio, abbiamo esplorato il potenziale terapeutico di alti livelli di DWORF, come un modo per aumentare l'attività SERCA e migliorare la contrattilità cardiaca nell'insufficienza cardiaca".

Catherine Makarewich

L'impatto di DWORF sulla funzione cardiaca

Makarewich e il team hanno scoperto per la prima volta che il DWORF sostituisce una molecola chiamata fosfolambano (PLN), che inibisce l'attività di SERCA.

Ciò ha suggerito che gli scienziati potrebbero essere in grado di utilizzare il DWORF per contribuire a potenziare l'attività SERCA, consentendo così al cuore di riacquistare la capacità di contrarsi e rilassarsi efficacemente.

Nell'attuale studio, i cui risultati sono riportati nella rivista eLife, i ricercatori hanno lavorato con topi geneticamente modificati per esprimere livelli più elevati di DWORF, livelli più alti di PLN o livelli più elevati di DWORF e PLN nel cuore.

Confrontando i roditori geneticamente modificati con quelli normali, gli scienziati hanno notato che i topi con livelli di DWORF più alti avevano un ciclo di calcio migliore rispetto ai topi normali.

Allo stesso tempo, i topi progettati per esprimere livelli di PLN più alti avevano un ciclo di calcio più povero rispetto ai controlli. Infine, nei topi con alti livelli di entrambe le molecole, il DWORF ha impedito l'impatto del PLN.

"Un candidato attraente" per nuove terapie

Al fine di consolidare questi risultati, i ricercatori hanno anche valutato gli effetti del DWORF in un modello murino di cardiomiopatia dilatativa, in cui il cuore si ingrandisce e non riesce a pompare il sangue in modo efficiente.

I topi regolari con cardiomiopatia dilatativa avevano una scarsa funzionalità del ventricolo del cuore sinistro, la parte del cuore che pompava sangue ossigenato verso il corpo.

I topi con cardiomiopatia dilatativa che sono stati anche progettati per avere livelli più elevati di DWORF, tuttavia, hanno mostrato una migliore funzionalità del ventricolo del cuore sinistro.

Viceversa, i roditori con lo stesso problema cardiaco, ma senza DWORF, presentano una funzionalità del ventricolo sinistro ancora peggiore rispetto ai controlli.

Makarewich e il team hanno anche notato che i topi con alti livelli di DWORF non mostravano alcuni dei soliti segni fisiologici di cardiomiopatia, come ampie camere cardiache, assottigliamento delle pareti della camera e un volume maggiore di cellule del muscolo cardiaco.

Inoltre, i topi con alti livelli di DWORF non hanno sviluppato un accumulo di tessuto cicatriziale nel cuore, che è un'altra caratteristica della cardiomiopatia.

"I precedenti tentativi di ripristinare SERCA per la protezione contro l'insufficienza cardiaca non hanno avuto successo perché si sono concentrati sull'aumento dei livelli di SERCA stesso", osserva l'autore senior dello studio, Eric Olson.

Sulla base dei risultati attuali, tuttavia, ritiene che il team possa aver identificato un obiettivo terapeutico più praticabile in DWORF.

"Riteniamo che livelli crescenti di DWORF possano essere più fattibili e che le piccole dimensioni della molecola del DWORF potrebbero renderlo un candidato attraente per un farmaco per terapia genica per l'insufficienza cardiaca", aggiunge Olson.

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