Bežný liek na akné by mohol zabrániť kôrnateniu tepien
Usadzovanie vápniku alebo kalcifikácia pomáha spevňovať tkanivá v tele. Vytvrdzovanie tkanív je nevyhnutné pre zdravý vývoj kostí, ale môže spôsobiť zdravotné problémy, ak sa vyskytnú v tepnách.
Tuhé alebo tvrdé tepny bránia toku výživnej krvi do tkanív a orgánov. To môže zvýšiť riziko kardiovaskulárnych stavov, ako je vysoký krvný tlak, infarkt a mŕtvica. Môže tiež zvýšiť riziko demencie a iných chorôb súvisiacich s vekom.
Teraz vedci z University of Cambridge a King’s College London, vo Veľkej Británii, rozlúštili chemické zmeny, ktoré spôsobujú kôrnatenie tepien.
Nedávna Správy buniek príspevok podáva úplný prehľad o zisteniach.
Štúdia sa sústreďuje na molekulu nazývanú PAR, čo je skratka pre poly (ADP-ribóza). Vedci zistili, že PAR môže vytvárať „husté kvapôčky kvapaliny s iónmi vápnika“, ktoré potom skryštalizujú, keď sa spoja s elastickými tkanivami v stenách tepien.
Pred objavom si vedci mysleli, že PAR má úlohu iba pri oprave DNA. Nové objavy ukazujú, že podporuje tiež kalcifikáciu v tepnách.
Vedci tiež zistili, že antibiotikum minocyklín môže zabrániť kôrnateniu tepien blokovaním kalcifikácie vyvolanej PAR.
Zdá sa, že liečba, ktorú testovali na bunkových kultúrach a potkanoch, nemá vplyv na kosť.
Minocyklín je existujúci liek s mnohými použitiami. Lekári ho zvyčajne predpisujú na liečbu akné.
Kalcifikácia a kalenie tepien
„Tvrdnutie tepien sa deje každému s pribúdajúcim vekom,“ hovorí Melinda J. Duer, profesorka na katedre chémie na Cambridgeskej univerzite, „a u pacientov na dialýze, u ktorých sa dokonca aj u detí objavujú kalcifikované tepny, sa zrýchľuje.“
„Doteraz sme však nevedeli, čo tento proces riadi, a teda ako s ním zaobchádzať,“ dodáva.
Duer túto štúdiu viedol spolu s Catherine M. Shanahan, ktorá je profesorkou bunkovej signalizácie na King’s College v Londýne. Skúmali kalcifikáciu tepien už viac ako 10 rokov.
Ich výskum financuje British Heart Foundation (BHF) a spoločnosť Cycle Pharmaceuticals, spoločnosť v Cambridge.
Autori vo svojej štúdii vysvetľujú, že kalcifikácia, ktorá spevňuje tepny, sa bežne vyskytuje na dvoch miestach v cieve. Jedným miestom je intima alebo tkanivo, ktoré lemuje stenu krvných ciev. Kalcifikácia na tomto mieste sa vyskytuje ako súčasť aterosklerózy.
Druhé miesto, kde dochádza k vytvrdzovaniu tepien, je v médiu alebo tkanive vo vnútri steny krvných ciev. K vytvrdzovaniu médií zvyčajne dochádza počas starnutia.
Shanahan vysvetľuje, že pre túto konkrétnu štúdiu chceli zistiť, čo spúšťa kalcifikáciu, ktorá má formu kryštálov fosforečnanu vápenatého.
Obzvlášť ich zaujímalo zistenie, prečo sa zdá, že sa usadeniny sústreďujú „okolo kolagénu a elastínu, ktoré tvoria väčšinu steny tepny“.
V predchádzajúcich prácach tímy zistili, že PAR, ktorý vykonáva opravu DNA vo vnútri buniek, môže pôsobiť aj mimo bunky ako hnacia sila produkcie kostného tkaniva.
Toto zistenie ich viedlo k zamysleniu sa nad tým, či by PAR mohol mať úlohu aj pri kalcifikácii iných tkanív.
Tiež, keď bunky prechádzajú oxidačným stresom a poškodením DNA, exprimujú dva enzýmy, ktoré produkujú PAR - PARP1 a PARP2. Vedci často videli, že kalcifikáciu v kostiach a krvných cievach môže sprevádzať oxidačný stres a poškodenie DNA.
Bunky exportujú PAR pod stresom
Pre novú štúdiu vedci pomocou „ultraštrukturálnych metód“ zistili, čo sa stane na molekulárnej úrovni, keď sú bunky stresované.
Zistili, že keď bunky zahynú z oxidačného stresu, exportujú PAR. Pretože PAR má silnú afinitu k iónom vápnika, akonáhle je mimo bunky, pevne sa viaže na vápnik, a to pred ostatnými minerálmi.
Tento proces produkuje veľké kvapky vápnika, ktoré sa pripájajú ku kolagénu a elastínu, čo sú materiály v stenách tepien, ktoré dodávajú cievam ich pružnosť. Keď sa kvapôčky prichytia k elastickým materiálom, stuhnú do tvaru kryštálov, čím sa zníži pružnosť a stuhnú tepny.
Duer hovorí, že k tomuto objavu sa dostali najskôr náhodou a potom ho prenasledovali. "Nikdy by sme nepredpovedali, že to bolo spôsobené PAR," poznamenáva.
Po stanovení úlohy PAR pri kalcifikácii artérií potom tímy hľadali spôsob, ako to zastaviť. Zrejmým riešením bolo hľadať inhibítor PARP, čo je molekula, ktorá blokuje produkciu PAR blokovaním jedného z enzýmov, ktoré ju syntetizujú.
Rozhodli sa hľadať inhibítor PARP medzi liekmi, ktoré už prešli skúškami na ľuďoch, pretože by to skrátilo čas vývoja pre jeho použitie ako liečby na prevenciu stuhnutia tepien.
Minocyklín zastavil tvrdnutie tepny u potkanov
S pomocou spoločnosti Cycle Pharmaceuticals vedci identifikovali a testovali šesť molekúl, ktoré vyhovovali ich kritériám. Jeden z nich, minocyklín, sa ukázal ako veľmi účinný prostriedok na zabránenie stuhnutia tepien u potkanov s dlhodobým ochorením obličiek.
Tím dúfa, že v priebehu nasledujúcich 2 rokov bude prebiehať pokus s liečbou na ľuďoch.
Prof. Jeremy Pearson, lekársky asistent na BHF, tvrdí, že vedci odhalili mechanizmus kalcifikácie tepien a tiež ukázali, ako sa líši od kalcifikácie kostí.
"Týmto spôsobom," dodáva, "boli schopní identifikovať potenciálnu liečbu na zníženie kalcifikácie krvných ciev bez akýchkoľvek nepriaznivých účinkov na kosť."
"Tento typ liečby by bol prospešný pre mnohých ľudí a netrpezlivo očakávame výsledky očakávaných klinických štúdií, ktoré sa zameriavajú na to, či tento liek spĺňa svoje prvotné sľuby."
Profesor Jeremy Pearson
