Słodkie zagrożenie dla serca: naukowcy identyfikują enzym wywołujący HFpEF

Zespół badawczy kierowany przez lekarza-naukowca z Sarver Heart Center przy University of Arizona College of Medicine – Tucson zidentyfikował kandydata na lek, który w modelach mysich wydaje się odwracać postęp szczególnego rodzaju niewydolności serca. Wyniki badania opublikowano w czasopiśmie Cell Metabolism.

HFpEF – sztywne serce i rola metabolizmu glukozy

Niewydolność serca to stan, w którym serce nie pompuje krwi prawidłowo. W około połowie przypadków mięsień sercowy jest osłabiony i ma trudności z pompowaniem. W pozostałych przypadkach mięsień staje się sztywny – jest to tzw. niewydolność serca z zachowaną frakcją wyrzutową (HFpEF, Heart Failure with Preserved Ejection Fraction).

Zespół badawczy odkrył, że kluczowym czynnikiem prowadzącym do HFpEF jest enzym, który przedostaje się do części komórki, w której normalnie nie występuje. Tam wchodzi w reakcję z innym enzymem i przekształca glukozę w szkodliwe produkty uboczne. Te z kolei uruchamiają łańcuch reakcji chemicznych, które powodują utratę elastyczności mięśnia sercowego.

— Nikt wcześniej tego nie udowodnił. Ma to sens, ponieważ HFpEF wiąże się z cukrzycą, która jest głównym czynnikiem ryzyka. Ciągłe przeciążenie cukrem powoduje dysfunkcję komórkową — wyjaśnia dr Hossein Ardehali, główny autor publikacji, profesor kardiologii i dyrektor ds. badań translacyjnych w Sarver Heart Center.

Odkrycie cząsteczki odwracającej HFpEF

Po ustaleniu związku między szkodliwymi produktami metabolizmu glukozy a sztywnieniem mięśnia sercowego, badacze zidentyfikowali cząsteczkę, która neutralizuje te produkty, odwracając zmiany charakterystyczne dla HFpEF w modelach mysich.

W celu głębszego zrozumienia mechanizmów HFpEF zespół Ardehaliego, we współpracy z naukowcami z Northwestern University, University of California San Diego i University of Pennsylvania, opracował pierwszy mysi model spontanicznego rozwoju HFpEF. Naukowcy skupili się na komórkach śródbłonka wyściełających naczynia krwionośne, śledząc proces ich przejścia od stanu zdrowego do chorobowego.

Interakcje enzymów i glukozy w komórkach śródbłonka przypominają linię montażową w fabryce. W zdrowym sercu „maszyny” produkują sprawne elementy, ale w HFpEF obecność „usterki” prowadzi do powstawania wadliwych składników, przez co serce nie może prawidłowo pompować krwi.

Nowa nadzieja terapeutyczna

— Kiedy jesteśmy młodzi, serce się rozluźnia i krew swobodnie do niego napływa. Z wiekiem staje się sztywniejsze, mniej elastyczne, co może prowadzić do niewydolności serca — jednej z najczęstszych przyczyn zgonów i hospitalizacji — tłumaczy Ardehali.

Dotychczas możliwości terapeutyczne HFpEF były ograniczone głównie do rehabilitacji kardiologicznej — aktywności fizycznej, zmiany stylu życia i redukcji stresu. Dopiero niedawno wykazano, że leki z grupy inhibitorów SGLT2 (np. Invokana, Farxiga, Jardiance, Steglatro), stosowane w leczeniu cukrzycy, przynoszą również korzyści pacjentom z HFpEF. Jednak wciąż istnieje potrzeba opracowania nowych metod leczenia.

Następnym krokiem będzie przeprowadzenie dalszych badań laboratoryjnych w celu potwierdzenia skuteczności nowego kandydata na lek, a następnie rozpoczęcie badań klinicznych z udziałem ludzi.

— Mamy nadzieję, że ten lek znajdzie zastosowanie u pacjentów i zmniejszy częstość występowania HFpEF. Liczę na to, że uda się wprowadzić go do praktyki klinicznej. To może być nowy przełom w terapii HFpEF — podkreśla Ardehali.

Projekt był wspierany przez National Heart, Lung and Blood Institute (NIH), National Eye Institute, American Heart Association oraz fundacje Ledcuq i BrightFocus.

Źródło: Cell Metabolism

DOI: 10.1016/j.cmet.2025.04.001