Běžný lék na akné by mohl zabránit tvrdnutí tepny
Ukládání vápníku neboli kalcifikace pomáhá zpevňovat tkáně v těle. Ztvrdnutí tkáně je nezbytné pro zdravý vývoj kostí, ale může způsobit zdravotní potíže, pokud k němu dojde v tepnách.
Ztuhlé nebo tvrdé tepny brání toku výživné krve do tkání a orgánů. To může zvýšit riziko kardiovaskulárních stavů, jako je vysoký krevní tlak, srdeční infarkt a mozková mrtvice. Může také zvýšit riziko demence a dalších nemocí souvisejících s věkem.
Nyní vědci z University of Cambridge a King’s College London, oba ve Velké Británii, odhalili chemické změny, které způsobují ztvrdnutí tepen.
Nedávný Zprávy buněk tento článek podává úplný přehled o zjištěních.
Studie se soustředí na molekulu zvanou PAR, což je zkratka pro poly (ADP-ribóza). Vědci zjistili, že PAR může vytvářet „husté kapičky kapaliny s ionty vápníku“, které pak krystalizují, když se spojí s elastickými tkáněmi ve stěnách tepen.
Před objevem si vědci mysleli, že PAR má roli pouze v opravě DNA. Nové poznatky ukazují, že také podporuje kalcifikaci v tepnách.
Vědci také zjistili, že antibiotikum minocyklin může zabránit vytvrzování tepen blokováním kalcifikace vyvolané PAR.
Zdá se, že léčba, kterou testovali na buněčných kulturách a potkanech, neovlivňuje kosti.
Minocyklin je existující lék s mnoha použitími. Lékaři jej obvykle předepisují k léčbě akné.
Kalcifikace a kalení tepen
„Ztvrdnutí tepny se stane každému, jak stárne,“ říká Melinda J. Duer, profesorka na katedře chemie na Cambridgeské univerzitě, „a zrychluje se u pacientů na dialýze, kde se dokonce u dětí vyvinou kalcifikované tepny.“
"Ale dosud jsme nevěděli, co tento proces řídí, a proto, jak s ním zacházet," dodává.
Duer vedl studii s Catherine M. Shanahan, která je profesorkou buněčné signalizace na King’s College v Londýně. Zkoumali kalcifikaci tepen již více než 10 let.
Britská nadace Heart Heart Foundation (BHF) a společnost Cycle Pharmaceuticals, společnost v Cambridge, financují svůj výzkum.
Ve své studijní práci autoři vysvětlují, že kalcifikace, která vytvrzuje tepny, se běžně vyskytuje na dvou místech v cévě. Jedno místo je intima nebo tkáň, která lemuje stěnu cév. Kalcifikace na tomto místě probíhá jako součást aterosklerózy.
Druhým místem, kde dochází k vytvrzení tepny, je médium nebo tkáň uvnitř stěny cév. K vytvrzování médií obvykle dochází během stárnutí.
Shanahan vysvětluje, že pro tuto konkrétní studii chtěli zjistit, co spouští kalcifikaci, která má podobu krystalů fosforečnanu vápenatého.
Zejména se zajímali o to, proč se zdá, že se usazeniny koncentrují „kolem kolagenu a elastinu, který tvoří velkou část stěny tepny.“
V dřívější práci týmy objevily, že PAR, který provádí opravu DNA uvnitř buněk, může také působit mimo buňky jako hnací síla produkce kostní tkáně.
Toto zjištění je vedlo k zamyšlení, zda by PAR mohl hrát roli i při kalcifikaci jiných tkání.
Také když buňky procházejí oxidačním stresem a poškozením DNA, exprimují dva enzymy, které produkují PAR - PARP1 a PARP2. Vědci často viděli, že oxidační stres a poškození DNA mohou doprovázet kalcifikaci v kostech a cévách.
Buňky exportují PAR pod tlakem
V rámci nové studie vědci pomocí „ultrastrukturálních metod“ zjistili, co se děje na molekulární úrovni, když jsou buňky stresovány.
Zjistili, že když buňky zahynou z oxidačního stresu, exportují PAR. Protože PAR má silnou afinitu k iontům vápníku, jakmile je mimo buňku, pevně se váže na vápník, přednostně k jiným minerálům.
Tento proces produkuje velké kapičky vápníku, které se připojují ke kolagenu a elastinu, což jsou materiály ve stěnách tepen, které dodávají cévám jejich pružnost. Když se kapičky připojí k elastickým materiálům, ztuhnou do krystalů, čímž sníží pružnost a ztuhnou tepny.
Duer říká, že k tomuto objevu dospěli nejprve náhodou a poté ho pronásledovali. "Nikdy bychom nepředvídali, že to bylo způsobeno PAR," poznamenává.
Poté, co týmy ustanovily roli PAR v kalcifikaci tepen, potom šly hledat způsob, jak to zastavit. Zřejmým řešením bylo hledat inhibitor PARP, což je molekula, která blokuje produkci PAR blokováním jednoho z enzymů, které ji syntetizují.
Rozhodli se hledat inhibitor PARP mezi léky, které již prošly zkouškami na lidech, protože by to zkrátilo dobu vývoje jeho použití jako léčby k prevenci ztuhlosti tepen.
Minocyklin zastavil vytvrzování tepen u potkanů
S pomocí společnosti Cycle Pharmaceuticals vědci identifikovali a testovali šest molekul, které splňují jejich kritéria. Jeden z nich, minocyklin, se ukázal jako velmi účinný při zastavení tuhnutí tepen u potkanů s dlouhodobým onemocněním ledvin.
Tým doufá, že v průběhu příštích 2 let budou provedeny lidské testy léčby.
Prof. Jeremy Pearson, spolupracovník lékařského ředitele na BHF, říká, že vědci odhalili mechanismus kalcifikace tepen a také ukázali, jak se liší od kalcifikace kostí.
"Tímto způsobem," dodává, "byli schopni identifikovat potenciální léčbu ke snížení kalcifikace krevních cév bez nežádoucích účinků na kosti."
"Tento typ léčby by byl přínosem pro mnoho lidí a netrpělivě očekáváme výsledky očekávaných klinických studií zkoumajících, zda tento lék splňuje svůj první slib."
Prof. Jeremy Pearson
