Cercetătorii de la Centrul de Cardiologie al Centrului Medical Universitar Göttingen (UMG) au identificat o proteină care joacă un rol central în adaptarea inimii la stres crescut.
Bătăile inimii sunt efectuate de celule specializate ale muşchiului cardiac, numite cardiomiocite, care nu se pot diviza şi nici reînnoi. Prin urmare, pierderea unui număr mare de astfel de celule, ca în cazul bolilor muşchiului cardiac sau al unui infarct miocardic (atac de cord), duce la o afectare permanentă a muşchiului cardiac.
Cardiomiocitele constau într-un sistem membranar complex care este supus unui stres mecanic ridicat în timpul contracţiilor muşchiului cardiac. Aşa-numita reţea de tuburi T din interiorul celulelor, care constă din tuburi membranare excitabile electric, implicate în conducerea semnalelor electrice şi în eliberarea intracelulară de calciu pentru contracţia muşchiului cardiac, este deosebit de sensibilă.
Riscul ca aceste cardiomiocite să fie deteriorate sau să moară creşte dacă inima este supusă unui stres prelungit, de exemplu în cazul hipertensiunii arteriale. Inima trebuie să lucreze mai mult pentru a pompa sângele în artere împotriva presiunii crescute. Creşterea volumului de muncă induce o mărire a cardiomiocitelor, cunoscută şi sub numele de hipertrofie, care, la rândul său, poate duce la deteriorarea membranei.
În acest context, o echipă condusă de dr. Sören Brandenburg, medic primar în cadrul departamentului de cardiologie şi pneumologie al Centrului Medical Universitar Göttingen (UMG), şi prof. dr. Stephan Lehnart, şeful grupului de cercetare „Biofizică celulară şi cardiologie translaţională” din cadrul Centrului cardiac UMG, a investigat proteina disferlină, despre care se ştie deja că este asociată cu afecţiunile musculare.
Cercetătorii din Göttingen au urmărit să clarifice rolul specific al disferlinei în cardiomiocite, în special în ceea ce priveşte adaptarea celulelor la suprasarcină. Ei au descoperit că proteina joacă un rol decisiv în stabilizarea şi repararea membranelor celulare ale cardiomiocitelor.
„Disferlina protejează cardiomiocitele prin repararea rapidă a daunelor sistemului membranar cauzate de contracţiile periodice şi de suprasolicitarea presiunii şi permite celulelor să se adapteze la stresul crescut prin formarea de noi structuri membranare. Aceste descoperiri ar putea deschide calea pentru noi abordări terapeutice”, spune dr. Brandenburg într-un comunicat.
Cercetătorii au utilizat microscopia STED (depleţie de emisie stimulată) de înaltă rezoluţie pentru a analiza disferlina de-a lungul structurilor membranare din cadrul cardiomiocitelor.
Aceasta le-a permis să identifice poziţia şi funcţia exactă a disferlinei, în special de-a lungul reţelei de tubuli T. În plus, au fost utilizate tehnici de microscopie electronică pentru a analiza nanodomenele membranare şi conexiunile dintre diferitele organite celulare responsabile de eliberarea calciului intracelular.
Pe baza noilor descoperiri, oamenii de ştiinţă de la Göttingen lucrează acum la noi strategii de tratament pentru pacienţii care suferă de insuficienţă cardiacă sau sunt expuşi riscului de a suferi un infarct miocardic.
„Rezultatele ne-ar putea permite să încetinim sau chiar să oprim evoluţia bolilor de inimă”, spune încrezător dr. Brandenburg.
Rezultatele studiului au fost publicate în revista Circulation Research.
