Wzrost obciążenia serca prowadzi często do pogrubienia ściany komory, czyli przerostu mięśnia sercowego (hipertrofii). Jest to adaptacyjna odpowiedź organizmu, która zmniejsza ciśnienie działające na serce i pozwala utrzymać jego sprawność. Proces ten może być odwracalny i nie zawsze wpływa negatywnie na strukturę i funkcję serca. Jednak przewlekłe działanie czynników wywołujących przeciążenie prowadzi do patologicznej hipertrofii, która może skutkować poważnymi zmianami – poszerzeniem jam serca, zaburzeniami funkcji skurczowej i rozkurczowej, a w konsekwencji do niewydolności serca.
Szczególnie narażeni na ten typ powikłań są pacjenci z cukrzycą typu 2 (DM2), u których często współwystępują czynniki ryzyka takie jak nadciśnienie tętnicze, otyłość czy choroba niedokrwienna serca.
Nowy mechanizm molekularny
W badaniu opublikowanym w czasopiśmie Cellular and Molecular Life Sciences zidentyfikowano nowy czynnik molekularny zaangażowany w rozwój patologicznego przerostu mięśnia sercowego – białko GADD45A. Wyniki sugerują, że zwiększenie aktywności tej proteiny może być skuteczną strategią terapeutyczną opóźniającą rozwój niewydolności serca.
Prace badawcze prowadzone były przez profesora Manuela Vázqueza-Carrerę oraz dr. Xaviera Palomera z Wydziału Farmacji i Nauk o Żywności Uniwersytetu Barcelońskiego (UB), Instytutu Biomedycyny UB (IBUB), Instytutu Badań Sant Joan de Déu (IRSJD) oraz Centrum Badań Biomedycznych nad Cukrzycą i Chorobami Metabolicznymi (CIBERDEM). Głównym autorem artykułu jest Adel Rostami (UB-IBUB-IRSJD-CIBERDEM).
Rola GADD45A w ochronie mięśnia sercowego
GADD45A (growth arrest and DNA damage inducible 45A) to wielofunkcyjne białko powiązane z odpowiedzią komórkową na stres oraz uszkodzenia DNA. W badaniu oceniono jego wpływ na funkcję serca, wykorzystując modele zwierzęce i ludzkie komórki mięśnia sercowego.
Patologiczny przerost mięśnia sercowego wiąże się z procesami zapalnymi, włóknieniem, dysfunkcją mitochondriów, zaburzeniami w gospodarce wapniowej, zmianami metabolicznymi, hipertrofią kardiomiocytów oraz ich śmiercią. Kluczową rolę odgrywają tutaj właśnie zapalenie i włóknienie.
– Włóknienie mięśnia sercowego ściśle koreluje z postępem choroby i negatywnymi rokowaniami klinicznymi – podkreśla prof. Vázquez-Carrera.
Brak GADD45A u myszy prowadził do nasilonego włóknienia serca, zapalenia i apoptozy, co powiązano z nadmierną aktywacją czynników transkrypcyjnych: AP-1, NF-κB i STAT3, które odpowiadają za odpowiedź zapalną i włóknienie.
Dodatkowo, usunięcie genu GADD45A skutkowało wyraźnym przerostem mięśnia sercowego, niekorzystnie wpływając na jego strukturę i funkcję. Z kolei nadekspresja GADD45A w ludzkich kardiomiocytach (linia AC16) częściowo hamowała odpowiedź zapalną i włóknienie indukowane przez TNF-α.
– Dane te podkreślają kluczową rolę GADD45A w ochronie serca przed zapaleniem, włóknieniem i apoptozą – podsumowuje dr Palomer.
Wyniki pracy poszerzają dotychczasową wiedzę na temat funkcji GADD45A. Wcześniejsze badania wskazywały jego rolę jako supresora nowotworowego, regulatora szlaków metabolicznych oraz czynnika chroniącego przed stresem oksydacyjnym, zapaleniem i włóknieniem w różnych tkankach. Modulacja aktywności GADD45A może również okazać się skuteczną strategią w profilaktyce otyłości i cukrzycy.
Źródło: Cellular and Molecular Life Sciences
