Een veel voorkomende chemische stof die gebruikt in de productie-en farmaceutische industrie kan herstellen schade aan de hartspier celmembranen en het voorkomen van hartfalen in muizen met de genetische mutatie die Duchenne spierdystrofie veroorzaakt, volgens de wetenschappers aan de University of Michigan Medical School .
De mutatie in het dystrofine-gen zorgt ervoor dat de progressieve verslechtering van skeletspieren gezien bij mensen met MD. Maar de mutatie invloed hartspier, ook. Veel mensen met Duchenne spierdystrofie sterven in hun jaren '20 van hartfalen als gevolg van cardiomyopathie, een geleidelijke verzwakking van de hartspier. Hartfalen is de tweede belangrijkste doodsoorzaak bij DMD.
De chemische kit die beschermd harten in dystrofische muizen tegen schade heet poloxameer 188. Volgens Joseph M. Metzger, Ph.D., de UM wetenschapper die leiding van het onderzoek, kan poloxameer 188 invoegen zich in kleine gaten in de celmembranen, net als "een vinger in een dijk".
De studie is belangrijk omdat het de eerste om te laten zien wat er gebeurt met hartspiercellen genoemd myocyten in de afwezigheid van dystrofine, en de eerste studie die een nieuwe, veelbelovende benadering aan te tonen om de schade te herstellen. De studie van de auteurs echter benadrukken, dat een aantal jaren van extra dierproeven nodig zullen zijn voordat de behandeling kon worden getest in menselijke patiënten.
"De meeste mensen denken van het hart als een pomp", aldus Metzger, een professor in de moleculaire en integratieve fysiologie en van de interne geneeskunde in de UM Medical School. "Ze zeggen dat hun hart faalt, omdat het niet pompt hard genoeg. Dat kan waar zijn, maar een ander groot probleem is een slechte functie tijdens de relaxatie fase wanneer het hart zich vult met inkomende bloed. In onze studie vonden we dat cardiale myocyten in dystrofine -deficiënte muizen niet ontspannen en langer zo gemakkelijk als hartspiercellen in normale muizen. Ze zijn stijver dan normaal hartspiercellen, en kwetsbaar voor schade door een trekkracht.
"Dat is waar poloxameer 188 komt," voegt Metzger. "Het helpt het hart om meer compliant te zijn tijdens de ontspanning fase - waardoor meer bloed vloeien in het hart We hebben laten zien dit effect op het niveau van de individuele hartspiercellen, en het bleek om waar te zijn op het orgel niveau ook.. "
De sleutel tot de UM ontdekking werd ontwikkeld door Soichiro Yasuda, Ph.D., een post-doctoraal onderzoeker en co-eerste auteur van de studie. Hij creëerde een apparaat om de gelijktijdige meting van de kracht en de intracellulaire calciumconcentratie in afzonderlijke myocyten zoals ze zijn uitgerekt mogelijk te maken. Yasuda maakt gebruik van het apparaat van microcarbon vezels zitten door elektrostatische aantrekking aan elk uiteinde van een cardiale myocyte. Omdat de myocyte is opgespannen tussen de koolstofvezels, een zender op een glasvezel meet de hoeveelheid van stretch en een krachtopnemer op de andere vezel meet de contractiele kracht van de cel in reactie op die rekken.
"Het is als het oprekken van een rubberen band," zegt Yasuda. "Je kunt geen specifieke controle strekt zich uit en noteer de kracht die door de cel. We vonden dat de myocyten van normale muizen gemakkelijk een 20 procent rek in lengte behandeld, terwijl de myocyten van dystrofine-deficiënte of mdx muizen had ongeveer 70 procent meer passieve spanning in reactie aan de rekken. Vergeleken met normale myocyten, mdx myocyten werden stijver en bestand tegen uitrekken. Toen ze herhaaldelijk werden uitgerekt, ze begon te schudden en uiteindelijk gecontracteerd en stierf. "
"Het is een fysiologisch relevante test, want het bootst wat er gebeurt in de hartspier bij myocyten moet ontspannen en uitrekken om ruimte te maken voor inkomende bloed vullen van het hart," zegt Metzger, die is aangesloten bij Hart van de UM Center. "Dit toont aan, voor het eerst het effect van een tekort van dystrofine op individuele hartspiercellen. Onze hypothese was dat zich uitstrekt opgerichte kleine scheuren of gaten in de myocyte membraan, waardoor calcium-ionen te krijgen in de cel. Wanneer calcium overstromingen een cel, zorgt ervoor dat er een hyper-contractie, waardoor de cel oorzaken te rollen tot een balletje en sterven. "