Un proces molecular nou identificat ajută la protejarea inimii după leziuni, contrazicând cunoştinţele din prezent. Această descoperire ar putea duce la tratamente revoluţionare pentru insuficienţa cardiacă.
O echipă de cercetători japonezi a descoperit că forma oxidată a glutationului (GSSG) ar putea proteja ţesutul cardiac prin modificarea unei proteine esenţiale, oferind astfel o posibilă nouă abordare terapeutică pentru insuficienţa cardiacă ischemică.
Un nou studiu realizat de cercetători din Japonia sugerează că mitocondriile, adesea numite „uzinele energetice” ale celulei, ar putea fi o ţintă esenţială pentru terapiile menite să atenueze sau să inverseze insuficienţa cardiacă.
În experimente efectuate pe şoareci şi linii celulare de inimă umană, cercetătorii au descoperit că un marker molecular asociat în mod obişnuit cu deteriorarea celulară ar putea avea, de fapt, un rol protector în inimă, în special în timpul insuficienţei cardiace.
Rezultatele acestei cercetări, publicate în revista Nature Communications, identifică o modificare specifică a unei proteine care ajută la protejarea ţesutului cardiac în condiţii de oxigen scăzut, cum ar fi cele care apar după un infarct miocardic (atac de cord).
„Rolul principal al mitocondriilor miocardice este de a susţine o producţie ridicată de energie, menţinând în acelaşi timp echilibrul redox intracelular”, a declarat Akiyuki Nishimura, autor principal al studiului şi profesor asociat în cadrul Diviziei de Semnalizare Cardiovasculară a Institutului Naţional pentru Ştiinţe Fiziologice (NIPS), parte a Institutelor Naţionale de Ştiinţe Naturale (NINS) din Japonia.
Stresul oxidativ cauzat de acumularea speciilor reactive de oxigen (ROS) şi a electrofililor derivaţi din ROS este considerat un factor agravant în prognosticul bolilor cardiace ischemice, caracterizate prin niveluri scăzute de oxigen, potrivit autorilor studiului.
Un nou concept în farmacologia redox bazat pe metabolismul super-sulfurilor
Speciile reactive, precum speciile reactive de oxigen (ROS), speciile reactive de azot (RNS) şi electrofilii din mediu, reacţionează şi formează aducte cu reziduurile de cisteină din proteine, ducând la disfuncţionalităţi proteice şi agravarea insuficienţei cardiace.
În acest studiu, cercetătorii au descoperit un nou concept în farmacologia redox, care se concentrează pe super-sulfurizarea reziduurilor de cisteină (Cys-SnSH; n≥1) pentru protejarea funcţiei proteice, utilizând glutation oxidat în locul formei sale reduse (GSH).
Mitocondriile au rolul de a furniza energie celulelor şi de a menţine homeostazia prin echilibrarea reacţiilor de oxidare-reducere (redox), care implică transferul de electroni, unde o moleculă oxidată pierde electroni, iar una redusă îi câştigă. Un dezechilibru în acest schimb poate creşte stresul oxidativ, ceea ce poate duce la deteriorarea celulară.
Investigarea rolului GSSG în protecţia inimii
„Stresul oxidativ cauzat de creşterea producţiei de specii reactive de oxigen este o caracteristică esenţială a bolii cardiace ischemice şi se crede că este implicat în dezvoltarea şi progresia insuficienţei cardiace”, explică prof. Nishimura.
„Prin urmare, mai multe studii clinice care vizează stresul oxidativ au fost realizate pentru a îmbunătăţi prognosticul pacienţilor cu insuficienţă cardiacă, însă majoritatea au eşuat”, comentează cercetătorul.
Nivelurile de stres oxidativ sunt indicate de cantitatea de GSSG, forma oxidată a glutationului (GSH), un antioxidant care ajută organismul să repare daunele celulare.
În condiţii normale de sănătate, raportul dintre GSH şi GSSG este mult mai mare în favoarea GSH. Cu cât acest raport scade, indicând o creştere a GSSG, cu atât este mai probabil ca organismul să sufere daune oxidative persistente.
Cu toate acestea, prof. Nishimura a explicat că studiile anterioare care au încercat să crească nivelul de GSH pentru a îmbunătăţi prognosticul pacienţilor nu au avut succes.
În acest studiu, cercetătorii au analizat dacă GSSG ar putea fi soluţia.
Ei au descoperit că, după o leziune cardiacă cauzată de lipsa de oxigen, GSSG modifica un aminoacid care conţine sulf dintr-o proteină numită Drp1, protejând astfel funcţia mitocondrială.
Cercetătorii au explicat că această protecţie este esenţială pentru inimă, deoarece mitocondriile dereglate pot provoca daune suplimentare, inclusiv insuficienţă cardiacă, în absenţa unui aport suficient de oxigen.
„Aceste descoperiri demonstrează potenţialul terapeutic revoluţionar al GSSG pentru insuficienţa cardiacă ischemică cronică”, a indicat prof. Nishimura, menţionând că echipa sa intenţionează să investigheze în continuare dacă reacţiile redox bazate pe sulf joacă un rol esenţial şi în progresia altor boli, dincolo de sistemul cardiovascular.
