Hjertesvikt: Nytt medikament kan stoppe sykdom og forbedre hjertefunksjonen
Hjertesvikt oppstår når hjertet mister evnen til å pumpe blod effektivt. Nåværende behandlinger kan redusere eller hindre at sykdommen blir verre, men de kan ikke gå tilbake. Nå har forskere designet et molekyl som ikke bare kan dempe hjertesvikt, men også forbedre hjertets blodpumpeevne.
Forskerne i Brasil og USA som utviklet og testet det eksperimentelle medikamentet, har kalt det "SAMβA", som er en forkortelse for "selektiv antagonist for mitofusin 1-β2PKC-forening."
Når forskerne ga det til rotter med hjertesvikt, stoppet molekylet ikke bare sykdommen fra å utvikle seg, men reduserte også alvorlighetsgraden ved å forbedre evnen til hjertemuskelen til å trekke seg sammen.
Journalen Naturkommunikasjon har nå publisert en artikkel om hvordan forskerne utviklet SAMβA og testet den på hjerteceller og gnagermodeller for hjertesvikt.
"Legemidlene som er i bruk nå," sier den første studieforfatteren Julio C. B. Ferreira, som er professor ved Biomedical Science Institute ved Universitetet i São Paulo i Brasil, "stopper sykdomsutviklingen, men får den aldri til å trekke seg tilbake."
SAMβA virker ved å blokkere en spesifikk interaksjon mellom proteinene mitofusin 1 (Mfn1) og beta II proteinkinase C (β2PKC) hvis tilknytning svekker mitokondriene i hjertemuskelceller og får cellene til å dø. Mitokondrier er små rom inne i cellelegemer som gjør at de kjemiske energicellene trenger å fungere og leve.
"Vi viste at ved å regulere denne spesifikke interaksjonen, kunne vi både stoppe progresjonen og få sykdommen til å trekke seg tilbake til et mindre alvorlig stadium," forklarer professor Ferreira.
Hjertesvikt og årsaker
I følge de nyeste tallene fra Centers for Disease Control and Prevention (CDC) var det i 2016 rundt 5,7 millioner mennesker i USA som levde med hjertesvikt.
Kroppens organer og vev krever en konstant tilførsel av oksygen- og næringsrikt blod for å fungere og holde seg ved god helse.
Hjertesvikt oppstår når hjertets evne til å pumpe blod ikke samsvarer med kroppens behov.
I et sunt hjerte trekker hjertemuskelen seg sammen og pumper fersk oksygenert blod inn i aorta hvorfra den beveger seg til resten av kroppen.
Hos en person med hjertesvikt er hjertemuskelen svak eller skadet og trekker seg ikke helt sammen, og etterlater litt blod igjen i organet.
Mennesker med hjertesvikt føler seg ofte slitne og slitne og kan oppleve kortpustethet når de går i hverdagen. De kan også slite med å puste når de legger seg, og de kan legge på seg på grunn av hevelse i mage, ankler, føtter eller ben.
De vanligste årsakene til hjertesvikt er sykdommer og tilstander som svekker eller skader hjertet. Disse inkluderer koronarsykdom, hjerteinfarkt, høyt blodtrykk og diabetes.
SAMβA ‘er selektiv’
Sviktende hjerter overproduserer proteinet β2PKC. Tidligere arbeid av noen av forskerne i Brasil hadde vist at blokkering av proteinet forbedret hjertefunksjonen hos mennesker med hjertesvikt.
Imidlertid mens β2PKC-hemmeren at de brukte forbedret hjertefunksjon, stoppet det også proteinet fra å gjøre andre ting som hjelper hjertet.
Det den nye studien viser er at SAMβA “er mer selektiv.” Det blokkerer bare en spesifikk interaksjon, og det er den som β2PKC har med Mfn1 - den som påvirker funksjonen til mitokondrier. Det påvirker ikke β2PKCs andre interaksjoner.
For å vise dette gjennomførte teamet en serie tester i celler, gnagere og prøver av hjertevev fra mennesker med hjertesvikt.
Det avslører at β2PKC bygger seg opp på mitokondriens yttervegg og endrer funksjonen til Mfn1 kjemisk ved å legge en fosfatgruppe til den. Dette fører til "opphopning av fragmenterte og dysfunksjonelle mitokondrier ved hjertesvikt," bemerker forfatterne av studien.
Forskere kaller prosessen der β2PKC endrer Mfn1-fosforylering, og det er en av de "vanligste" mekanismene i celler for å endre funksjonen til proteiner.
Teamet eksperimenterte med forskjellige forbindelser for å finne kandidatmolekyler som kunne blokkere denne interaksjonen mellom β2PKC og Mfn1 for å forhindre påfølgende skade på mitokondrier.
De identifiserte seks molekyler som kunne blokkere β2PKC-Mfn1-interaksjonen, men av disse var det bare SAMβA som gjorde det på en måte som ikke påvirket β2PKCs andre interaksjoner.
Tester med humane hjerteceller viste at, i likhet med legemidlene som allerede er i bruk for behandling av hjertesvikt, kan SAMβA dempe utviklingen av sykdommen.
Imidlertid, i motsetning til konvensjonelle behandlinger, hvorav mange har eksistert siden 1980-tallet, gikk SAMβA et skritt videre: det forbedret evnen til hjerteceller å trekke seg sammen, noe som er viktig for effektiv pumping av blod.
Forskerne observerte at SAMβA også reduserte en markør for oksidativt stress i hjertecellene. Oksidativt stress kan utløse celledød hvis cellen ikke kan forsvare seg mot den.
I et siste sett med tester induserte teamet hjertesvikt hos rotter ved å provosere et hjerteinfarkt. I motsetning til rottene som fikk placebo, sluttet de som fikk SAMβA å vise tegn på hjertesvikt og viste forbedring i hjertefunksjonen.
For å gjøre fremgang mot en klinisk behandling, må andre team nå teste molekylet uavhengig. Det er også et behov for å kontrollere dets kompatibilitet med andre medisiner for hjertesvikt.
“Validering og reproduksjon av våre funn av andre grupper er avgjørende for prosessen med å utvikle SAMβA for bruk ved behandling av hjertesvikt. Vi vil søke partnere i privat og offentlig sektor for dette formålet. ”
Prof. Julio C. B. Ferreira
