Oamenii de ştiinţă de la Universitatea din Arizona au descoperit că medicamentul risedronat, indicat pentru osteoporoză, poate ajuta la tratarea unei mutaţii genetice rare legate de cardiomiopatia dilatativă (DCM), o boală de inimă care afectează persoanele tinere. Folosind inteligenţa artificială (AI) şi supercalculatoare, cercetătorii au identificat şi testat medicamentul, care a corectat cu succes proteina mutantă în modelele animale, deschizând astfel calea pentru studiile la oameni.
Un studiu realizat de cercetători de la Colegiul de medicină Tucson al Universităţii din Arizona sugerează că un tratament autorizat pentru osteoporoză ar putea ajuta la restabilirea formei unei proteine mutante şi la îmbunătăţirea funcţiei cardiace.
Laboratorul din Arizona a descoperit că medicamentul împotriva osteoporozei poate contracara o mutaţie genetică rară legată de o formă specifică de boală de inimă.
Descoperirile, publicate recent în Journal of Clinical Investigation, ar putea avea implicaţii mai largi pentru tratarea altor boli rare.
Cardiomiopatia dilatativă (DCM) este un grup de afecţiuni caracterizate prin slăbirea muşchilor inimii, ceea ce poate duce la complicaţii care pun viaţa în pericol, deoarece inima se străduieşte să pompeze eficient sângele. Potrivit Asociaţiai Americane a Inimii, DCM afectează în principal copiii şi adulţii sub 50 de ani.
Ca răspuns la o inimă slăbită, organismul încearcă în mod natural să compenseze prin creşterea volumului său de muncă pentru a menţine o circulaţie adecvată a sângelui în întregul corp.
„Faptul că inima se contractă mai tare şi mai repede înrăutăţeşte de fapt lucrurile - se epuizează mai repede”, a declarat într-un comunicat coautorul principal dr. Hesham Sadek, medic la Centrul Inimii Sarver şi şeful diviziei de cardiologie de la Colegiul de Medicină - Tucson.
Mutaţiile genetice şi provocările de tratament
Într-un subset mare de pacienţi, DCM este asociată cu cel puţin una dintre sute de mutaţii genetice diferite, oferind ţinte potenţiale pentru tratamente de precizie adaptate la individ.
„Poate 30% sau 40% din DCM se datorează unei mutaţii genetice”, spune medicul Sadek. „Nu avem până acum niciun tratament specific mutaţiei. Companiile farmaceutice sunt puţin probabil să dezvolte un medicament specific, deoarece trebuie să existe suficienţi pacienţi cu mutaţii pentru a face acest lucru viabil. Din păcate, unele dintre aceste mutaţii sunt foarte, foarte rare - poate chiar o mână de pacienţi”, spune el.
Întrucât este puţin probabil ca producătorii farmaceutici să investească bani în cercetare pentru a investiga afecţiuni genetice care afectează atât de puţini oameni, dr. Sadek a adoptat o altă abordare.
„Putem lua un medicament care este aprobat pentru o altă afecţiune şi să-l folosim pentru a trata unele dintre aceste mutaţii rare”, a spus el.
Reorientarea medicamentelor folosind tratamente deja aprobate de autorităţile de reglementare din domeniul sănătăţii este o cale rapidă de a aduce aceste terapii pacienţilor.
Pompa inimii este acţionată de un „motor” alcătuit din mai multe părţi componente - proteine. O proteină mutantă este o parte defectuoasă, care influenţează cât de bine funcţionează motorul.
„O mutaţie ar putea duce la o proteină cu defecte de pliere ceea ce ar face-o incapabilă să funcţioneze corect în acel motor”, a explicat dr. Sadek. „Dacă găsim un medicament care să corecteze forma proteinei mutante, putem corecta structura acesteia".
Identificarea unui tratament potenţial
Echipa s-a concentrat pe K210del, prima mutaţie descoperită asociată DCM, pentru a investiga modul în care forma sa defectuoasă împiedică motorul inimii să funcţioneze fără probleme.
Echipa este prima care a creat un model 3-D al K210del şi l-a comparat cu omologul său, o proteină sănătoasă, pentru a identifica unde este deformată şi cum interacţionează cu proteinele din jur pentru a încetini motorul inimii.
Apoi, cercetătorii au valorificat puterea supercomputerelor şi a inteligenţei artificiale pentru a examina 2.000 de medicamente autorizate pentru a vedea dacă vreunul dintre ele ar putea să se lege de proteina deformată şi să o aducă înapoi în poziţia corectă.
„Primele cinci sau şase medicamente erau toate utilizate pentru osteoporoză”, a indicat dr. Sadek.
După teste suplimentare în culturi celulare şi modele animale, echipa a rafinat rezultatele.
Doar unul dintre medicamente, risedronatul, a corectat forma proteinei înapoi la normal.
„Pentru prima dată într-un model animal, am găsit un medicament aprobat care poate corecta o mutaţie genetică şi normaliza funcţia inimii”, a precizat dr. Sadek.
Echipa sa colaborează cu Centrul Naţional de Cercetare Cardiovasculară din Spania pentru a evalua eficacitatea risedronatului în două familii cu mutaţia K210del şi se pregăteşte să înceapă un studiu clinic şi laCentrul Inimii Sarver.
Dr. Sadek spune că, în timp ce cercetătorii din domeniul cancerului şi al fibrozei chistice au adoptat o abordare similară, aceasta este prima dată când „corectarea structurii” a fost aplicată bolilor de inimă.
Laboratorul din Arizona intenţionează să continue să caute medicamente aprobate pentru a trata alte mutaţii rare care provoacă boli de inimă.
Dacă nu există niciunul, ei pot extinde căutarea pentru a include mii de medicamente care nu au ajuns niciodată pe piaţă şi, după aceea, pot lărgi şi mai mult căutarea pentru a include miliarde de molecule care nu au fost investigate anterior de oamenii de ştiinţă.
„Numărul de molecule este practic infinit”, a spus el.
Echipa dezvoltă acum un program care să potrivească fie medicamente aprobate, fie molecule noi cu pacienţii cu afecţiuni cardiovasculare rare.
