Defectele sistemului de reparare a proteinelor în legătură cu insuficiența cardiacă ascunsă
Cercetătorii din laboratorul del Monte de la Universitatea Medicală din Carolina de Sud (MUSC) sunt primii care observă defecte în sistemul de reparare a proteinelor asociate cu plăcile de proteine malformate, observate anterior la pacienții cu cardiomiopatie dilatativă idiopatică (IDCM).
IDCM este o afecțiune a mușchiului cardiac care poate trece neobservată până când pacienții ajung în stadii avansate de insuficiență cardiacă. Cele mai recente descoperiri ale laboratorului, publicate în Journal of Molecular and Cellular Cardiology și selecționate pentru a fi prezentate pe coperta revistei, arată un defect în sistemul de reparare a proteinelor malformate sau deteriorate. Printr-un studiu cuprinzător asupra celor trei ramuri principale ale sistemului de reparare, au fost identificate modificări cheie în structura acestuia, numite modificări post-translaționale (PTM). Autorii au concluzionat că schimbările în PTM au perturbat capacitatea sistemului de a răspunde la semnalele de stres cauzate de proteinele malformate.
Atunci când Federica del Monte a descoperit grupuri de proteine malformate în inimă, ceea ce a dus la descoperirea sa importantă din 2010, lucra la un proiect complet diferit. Experimentele sale au arătat plăci proteice în inimă, asemănătoare celor întâlnite în creierul pacienților cu boala Alzheimer. Del Monte a constatat că aceleași plăci găsite în creier erau prezente și în inimile umane afectate.
Ulterior, ea a continuat studiile, conectând această descoperire cu un gen asociat bolii Alzheimer, stabilind o legătură între boala Alzheimer și IDCM.
De la acea descoperire, laboratorul del Monte a extins cercetarea sa dincolo de inimă, incluzând și creierul, aducând împreună cardiologi și neurologi în următorii pași de cercetare. Această abordare multidisciplinară a relevat că caracteristicile IDCM pot fi observate în inimă chiar înainte ca boala Alzheimer să fie vizibilă în creier.
„Este posibil să folosim inima ca o fereastră către creier”, a declarat del Monte.
La rândul său, această cercetare a introdus screeningul pentru IDCM în clinicile de Alzheimer, pledând pentru ecografii cardiace pentru a detecta ventriculul stâng mărit și slăbit, caracteristic IDCM. Camilla Bacchin, colegă postdoctorală în laboratorul del Monte, speră că, datorită unui screening mai bun, ar putea fi posibil un tratament mai devreme.
„Obiectivul este să diagnosticăm mai devreme și să tratăm mai devreme pentru a preveni agravarea bolii”, a afirmat ea.
Proiectul reflectă, de asemenea, colaborarea pe termen lung care adesea conduce la descoperiri științifice. Printre co-autorii lucrării se numără Marco Luciani, postdoctoral în laboratorul del Monte când a început proiectul acum un deceniu, și care este acum membru al facultății de la Universitatea din Zurich. Două alte cercetătoare postdoctorale au contribuit la lucrare: Luca Trocone, acum cadru didactic junior la Brigham and Women’s Hospital din Boston, și Cristina Balla, acum cadru didactic la Universitatea din Ferrara, Italia.
Atât del Monte, cât și Bacchin au subliniat contribuțiile importante ale foștilor membri ai laboratorului, ale căror eforturi au ajutat la avansarea cercetării de-a lungul anilor.
„Contribuția lor nu dispare atunci când părăsesc cuibul”, a spus del Monte.
Colaborarea lor de un deceniu, care s-a desfășurat pe mai multe instituții și continente, a contribuit la răspunsul la o întrebare fundamentală: De ce se formează aceste plăci în inimă?
Fiindcă plăcile sunt compuse din proteine malformate, del Monte și echipa sa s-au concentrat asupra sistemului responsabil pentru repararea proteinelor. Aceștia au analizat nu doar mecanismele de reparare în sine, ci și PTM-urile care reglează activitatea acestora.
„Adesea, nu este vorba doar despre cât de multă proteină este prezentă”, a explicat del Monte despre sistem, „ci dacă modificările care activează proteinele sunt anormale.”
Bacchin a subliniat PTM-urile ca fiind una dintre cele mai revelatoare descoperiri ale studiului.
„PTM-urile observate în boală cauzau în principal o tendință spre moarte celulară”, a afirmat Bacchin. Cu alte cuvinte, aceste modificări provocau autodistrugerea celulelor cardiace. De asemenea, au descoperit că vârsta și un gen asociat bolii Alzheimer amplificau acest efect.
Au constatat că, la fel ca boala Alzheimer, IDCM ar putea fi considerată o boală a malformării proteinelor.
Privind întregul sistem de reparare, inclusiv PTM-urile, este esențial pentru a merge mai departe, a explicat del Monte. „Trebuie verificat în întregime”, a spus ea. Studiul sistemului de reparare a proteinelor la un nivel atât de detaliat ar putea deschide calea pentru noi tratamente potențiale.
„Este deja testat în cercetarea cancerului”, a adăugat del Monte.
Bacchin a spus că așteaptă cu interes să vadă rezultatele studiilor de bancă validate într-un studiu clinic, inclusiv căutarea modificărilor moleculare pentru a identifica biomarkeri timpurii ai bolii.
Pe măsură ce fiecare descoperire continuă să dezvăluie suprapuneri între boala Alzheimer și insuficiența cardiacă, se deschide o cale către diagnosticare și tratament comun. Colaborările interdisciplinare se conturează pe măsură ce laboratorul del Monte își coordonează activitatea cu cardiologia, neurologia și medicina nucleară, printre alte discipline. Iar pe măsură ce fereastra dintre inimă și creier devine mai clară, cercetătorii descoperă noi oportunități pentru diagnostice timpurii și terapii viitoare în ambele boli.
