L'histidine peut être principale aux traitements neufs pour la maladie cardio-vasculaire

C'est juste un peu d'acide aminé, mais il effectue toute la différence en protégeant le coeur contre les effets néfastes de la crise cardiaque et de l'insuffisance cardiaque. Les chercheurs de la Faculté de Médecine d'Université du Michigan proposent cette histidine acide aminée et appelée, pourraient être la clavette à un traitement neuf pour la maladie cardio-vasculaire.

Dans une étude à être le 22 janvier publié en médicament de nature comme publication en ligne anticipée, les scientifiques d'UM décrivent comment ils ont produit une forme modifiée d'une troponine appelée I de protéine musculaire de muscle cardiaque et comment elle a amélioré la fonction cardiaque chez les souris et en cellules humaines endommagées de coeur. Le secret employait la technologie de génie génétique pour remonter une alanine appelée acide aminée, a trouvé sous la forme adulte de la troponine I, avec de l'histidine de la forme foetale de la même protéine.

« La conclusion la plus importante de notre étude était que cette protéine modifiée de la troponine I a spectaculairement amélioré la fonction cardiaque dans un grand choix de conditions liées aux dégâts cardiovasculaires et à l'insuffisance cardiaque, » dit le jour de Sharlene, le M.D., un professeur adjoint de médecine interne au centre cardio-vasculaire d'U-M et le Co-premier auteur du papier de médicament de nature.

« Cette étude fournit la première preuve qu'un remplacement unique d'histidine en troponine je peut améliorer la fonction cardiaque à court et à long terme chez des souris de laboratoire avec l'insuffisance cardiaque, » dit Joseph M. Metzger, Ph.D. - un professeur de la physiologie moléculaire et intégratrice et de médecine interne à la Faculté de Médecine d'UM. « Le fait que nous pouvions également sauver la fonctionnalité des cellules humaines endommagées de coeur est une amélioration significatif. »

Metzger croit que la protéine modifiée de la troponine I d'U-M pourrait devenir la base d'une thérapie génique neuve ou d'un traitement cellulaire pour la cardiopathie et l'insuffisance cardiaque. L'insuffisance cardiaque graduelle affecte 4,8 millions d'Américains. En dépit des traitements médicaux et chirurgicaux actuels, la mortalité demeure élevée.

La troponine I est une protéine de réglementation de muscle cardiaque important qui règle la sensibilité de calcium des cellules myocardiques. La capacité de répondre au calcium est importante, parce qu'il est ce qui fait contracter le coeur efficacement et le sang de pompe par le fuselage. Quand le flux sanguin au coeur est compromis, comme pendant une crise cardiaque, acide s'accumule en cellules cardiaques - une acidose appelée de condition. Ceci fait devenir des cellules moins sensibles au calcium, qui peut mener éventuel aux dégâts et à l'insuffisance cardiaque de coeur.

Pendant le développement embryonnaire, la forme foetale de la troponine I est présente au coeur foetal, qui la rend plus résistante que le coeur adulte aux effets néfastes de l'acidose et à faible teneur en oxygène qui peuvent se produire pendant la grossesse ou la distribution. Ceci signifie que les coeurs foetaux maintiennent en grande partie leur capacité de répondre au calcium dans des conditions défavorables.

« Peu avant ou après la naissance, le gène pour la troponine foetale I est arrêté et le gène adulte est allumé, » dit Margaret Westfall, Ph.D., un professeur adjoint de la chirurgie au centre cardio-vasculaire d'U-M et le Co-premier auteur du papier de médicament de nature. « Bien que la forme adulte de la troponine I est plus susceptible des effets néfastes de l'acidose, elle a d'autres propriétés importantes qui permettent au coeur adulte de répondre aux hormones au cours de l'exercice et des périodes de la tension. »

Essentiellement, les chercheurs d'UM ont produit « un hybride génétique » de la troponine I pour combiner les avantages de la forme foetale et adulte de la protéine. Selon des scientifiques d'UM, la protéine modifiée aide le coeur pour répondre à un environnement intracellulaire brutal en amplifiant son rendement au cours des périodes de tension.

« En effectuant ce remplacement unique d'histidine sous la forme adulte de la troponine I, nous maintenons la réactivité hormonale et assurons la protection contre l'acidose dans la même molécule, » le jour indique. « Plusieurs états cardiaques peuvent entraîner l'acidose au coeur adulte, spécialement quand le coeur est privé de l'oxygène et des éléments nutritifs dus au flux sanguin compromis - une condition connue sous le nom d'ischémie. Quand l'ischémie est prolongée, elle peut endommager permanent muscle cardiaque sous forme de crise cardiaque. »

« Le passage du foetal à la forme adulte de la troponine que j'ai fonctionnée bien dans toute la majeure partie d'évolution humaine, mais le problème est maintenant notre mode de vie occidental et le régime, qui peut endommager le coeur, » Metzger explique. « Plus, les gens vivent dans leur 80s ou 90s, tellement là est plus de l'heure pour que la cardiopathie et l'insuffisance cardiaque ischémiques se développe. »

Dans une série d'expériences, les chercheurs d'UM ont étudié les effets du remplacement d'histidine en troponine I sur 1) les souris transgéniques avec la forme modifiée de la protéine et des littermates normaux sans protéine modifiée, 2) des coeurs enlevés des deux types de souris de recherches, et 3) des myocytes appelés de cellules de coeur, qui ont été isolés dans des rats et dans les coeurs humains sévèrement endommagés des patients de système de santé d'UM qui ont reçu des transplantations cardiaques.

Dans les expériences avec les myocytes d'isolement, Westfall a employé un virus pour livrer le gène modifié de la troponine I. Quand il a analysé des cellules pour l'expression de la troponine I avec le remplacement d'histidine, Westfall a découvert que « vous n'avez pas besoin du remontage de gène de 100 pour cent pour voir un effet biologique dans différents myofilaments. Nous voyons des effets favorables au remontage de 20 pour cent à 50 pour cent, » il dit.

Pour produire les conditions dommageables qui se développent en cellules myocardiques quand les vaisseaux sanguins encrassés ou interruption de crise cardiaque l'approvisionnement en oxygène du coeur, jour a attaché hors d'une des artères principales transportant le sang aux coeurs des souris dans l'étude. Le jour a constaté que les coeurs des souris transgéniques ont exécuté bien meilleur après la procédure que des coeurs des souris sans troponine modifiée I.

L'équipe de recherche d'UM a également constaté que les coeurs des souris transgéniques se sont contractés plus efficacement et avait l'habitude moins d'énergie pour effectuer plus de travail que des coeurs des littermates non-transgéniques.

L'équipe de recherche d'UM étudie les effets de la protéine génétiquement conçue de la troponine I dans d'autres animaux de recherches et mécanismes les explorant responsables de son effet coeur-protecteur. Ils croient les modifications modifiées de sens de protéine de la troponine I dans des cellules de muscle cardiaque et répondent en améliorant la capacité des cellules de se contracter efficacement en réponse à la tension.

L'Université du Michigan a limé une demande de brevet sur la protéine génétiquement conçue de la troponine I et sa méthode pour régler le rendement cardiaque. L'UM recherche un associé de commercialisation pour lancer la technologie.