La commutazione che celle del cuore consumano potrebbe aiutarle rigenerati

La commutazione delle che cosa le centrali elettriche delle celle del cuore consumano per energia potrebbe aiutare l'organismo rigenerato del cuore quando le celle muoiono, un nuovo studio piombo dai ricercatori sudoccidentali di UT suggerisce. L'individuazione, pubblicata nel metabolismo della natura del 20 febbraio 2020, potrebbe aprire gli interi nuovi viali per il trattamento delle varie circostanze in cui il muscolo di cuore è nocivo, compreso infarto causato tramite i virus, le tossine, l'ipertensione, o gli attacchi di cuore.

Trattamenti farmaceutici correnti per infarto - compreso gli ACE-inibitore ed i betabloccanti - centro sulla prova di fermare un circolo vizioso di perdita del muscolo di cuore come il muscolo di cuore rimanente di ulteriori danni di sforzo, inducente più celle a morire, spiega il medico-ricercatore sudoccidentale Hesham A. Sadek, M.D., Ph.D. di UT, il J. Fred Schoellkopf, presidenza del Jr. in cardiologia. Non ci sono i trattamenti attuali per la ricostruzione del muscolo di cuore.

Nove anni fa, Sadek ed i suoi colleghi hanno scoperto che i cuori mammiferi possono rigenerare se sono danneggiati nei giorni primissimi di vita, stimolati dalla divisione dei cardiomyocytes, le celle responsabili della forza contrattile di un cuore. Tuttavia, questa capacità completamente è persa entro vecchio i 7 giorni, un punto di svolta brusco in cui la divisione di queste celle rallenta drammaticamente.

La ricerca successiva ha indicato che questo cambiamento nella capacità a ricupero sembra staccare, almeno in parte, dal danno dei radicali liberi generati dagli organelli conosciuti come i mitocondri, che alimentano le celle. Questi radicali liberi danneggiano il DNA delle cellule, un fenomeno chiamato danno del DNA, che li spinge per smettere di dividersi.

La variazione nella produzione del radicale libero sembra essere stimolata da un cambiamento in che mitocondri nei cardiomyocytes consumano per energia, Sadek spiega. Sebbene i mitocondri contino su glucosio in utero ed alla nascita, passano agli acidi grassi nei giorni dopo la nascita per utilizzare queste molecole energia-dense in latte materno.

Sadek ed i suoi colleghi si sono domandati se forzare i mitocondri per continuare a consumare il glucosio potrebbe ostacolare il danno del DNA e, a sua volta, per estendere la finestra per rigenerazione delle cellule del cuore. Per verificare questa idea, i ricercatori hanno provato due esperimenti differenti.

Nel primo, hanno seguito i cuccioli del mouse di cui le madri geneticamente sono state alterate per produrre il latte materno a bassa percentuale di grassi e quello si è alimentato il cibo a bassa percentuale di grassi dopo che hanno svezzato. I ricercatori hanno trovato che i cuori di questi roditori hanno mantenuto più successivamente le settimane a ricupero della capacità del normale, con i loro cardiomyocytes che continuano ad esprimere i geni connessi con divisione cellulare per una finestra significativamente più lunga che quelle alimentate una dieta di latte materno e di cibo regolari. Tuttavia, questo effetto non è durato nell'età adulta - i loro fegati finalmente hanno composto il deficit sintetizzando i grassi che le loro diete mancavano, che hanno diminuito significativamente la capacità a ricupero dei loro cuori.

Nel secondo esperimento, i ricercatori creati geneticamente hanno alterato gli animali in cui i ricercatori potrebbero cancellare un enzima, conosciuti come la chinasi 4 (PDK4) della deidrogenasi del piruvato, necessaria affinchè i mitocondri delle cellule del cuore digeriscano gli acidi grassi. Quando i ricercatori hanno consegnato una droga per spegnere la produzione PDK4, i cardiomyocytes degli animali hanno passato a glucosio di consumo invece degli acidi grassi, anche nell'età adulta. Dopo i ricercatori simulati un attacco di cuore, questi animali hanno avvertito il miglioramento nella funzione del cuore, che è stata accompagnata dagli indicatori nell'espressione genica che ha suggerito che i loro cardiomyocytes ancora attivamente stessero dividendo.

Sadek nota che questi risultati forniscono la prova del principio che è possibile riaprire la finestra per rigenerazione delle cellule del cuore manipolando che cosa i mitocondri del cardiomyocyte consumano per energia.

Finalmente può essere possibile sviluppare le droghe che cambiano che cosa i cardiomyocytes mangiano per rendere loro dividersi ancora, invertendo l'infarto e rappresentando una maturazione vera.„

Hesham A. Sadek, medico-ricercatore sudoccidentale di UT

Source:
Journal reference:

Cardoso, A.C., et al. (2020) Mitochondrial substrate utilization regulates cardiomyocyte cell-cycle progression. Nature Metabolism. doi.org/10.1038/s42255-020-0169-x.