Новые данные о сердечной недостаточности: белок дисферлин защищает и формирует мембрану клеток сердечной мышцы.
Исследователи из Центра сердца Университетского медицинского центра Геттингена (UMG) под руководством приват-доцента доктора Сёрена Бранденбурга выявили белок, который играет центральную роль в адаптации сердца к повышенным нагрузкам. Результаты исследования были опубликованы в журнале Circulation Research.
Сердцебиение осуществляется специализированными клетками сердечной мышцы, называемыми кардиомиоцитами, которые не могут ни делиться, ни обновляться. В результате потеря большого количества этих клеток, как в случае заболеваний сердечной мышцы или сердечного приступа , приводит к постоянному ухудшению работы сердечной мышцы.
Кардиомиоциты состоят из сложной мембранной системы, которая подвергается высокому механическому напряжению во время сокращений сердечной мышцы. Так называемая сеть Т-трубочек внутри клеток, которая состоит из электрически возбудимых мембранных трубок, которые участвуют в проведении электрических сигналов и внутриклеточном высвобождении кальция для сокращения сердечной мышцы, особенно восприимчива.
Риск повреждения или гибели кардиомиоцитов увеличивается, если сердце подвергается длительному стрессу, например, в случае высокого кровяного давления. Сердцу приходится работать интенсивнее, чтобы перекачивать кровь в артерии против повышенного давления. Повышенная рабочая нагрузка вызывает увеличение кардиомиоцитов, также известное как гипертрофия, что в свою очередь может привести к повреждению мембраны.
В этом контексте группа под руководством приват-доцента, доктора наук Сёрена Бранденбурга, старшего врача отделения кардиологии и пульмонологии в Университетском медицинском центре Гёттингена (UMG), и профессора, доктора наук Стефана Ленарта, руководителя исследовательской группы «Клеточная биофизика и трансляционная кардиология» в Кардиологическом центре UMG, исследовала белок дисферлин, который, как уже известно, связан с мышечными заболеваниями.
Исследователи из Геттингена стремились выяснить специфическую роль дисферлина в кардиомиоцитах, особенно в отношении адаптации клеток к перегрузке давлением. Они обнаружили, что белок играет решающую роль в стабилизации и восстановлении клеточных мембран кардиомиоцитов.
«Дисферлин защищает кардиомиоциты, быстро восстанавливая повреждения мембранной системы, вызванные периодическими сокращениями и перегрузкой давлением, и позволяет клеткам адаптироваться к повышенному стрессу, формируя новые мембранные структуры. Эти результаты могут проложить путь к новым терапевтическим подходам», — говорит доктор Бранденбург.
Исследователи использовали микроскопию высокого разрешения STED (стимулированное истощение эмиссии) для анализа дисферлина вдоль мембранных структур внутри кардиомиоцитов.
Эта инновационная световая микроскопия позволила им определить точное положение и функцию дисферлина, особенно вдоль сети трубочек Т. Кроме того, методы электронной микроскопии использовались для анализа мембранных нанодоменов и связей между различными клеточными органеллами, ответственными за внутриклеточное высвобождение кальция.
Исследование стало возможным благодаря тесному сотрудничеству в рамках Геттингенского кластера передового опыта «Многомасштабная биовизуализация: от молекулярных машин к сетям возбудимых клеток (MBExC)».
На основе новых результатов ученые из Геттингена теперь работают над новыми стратегиями лечения для пациентов, страдающих сердечной недостаточностью или находящихся в группе риска по сердечному приступу. «Результаты могут позволить нам замедлить или даже остановить прогрессирование сердечных заболеваний», — говорит доктор Бранденбург.
