Το κοινό φάρμακο ακμής θα μπορούσε να αποτρέψει τη σκλήρυνση της αρτηρίας
Η εναπόθεση ασβεστίου ή ασβεστοποίηση βοηθά στη σκλήρυνση των ιστών στο σώμα. Η σκλήρυνση των ιστών είναι απαραίτητη για την υγιή ανάπτυξη των οστών, αλλά μπορεί να προκαλέσει προβλήματα υγείας όταν εμφανίζεται στις αρτηρίες.
Οι δύσκαμπτες ή σκληρές αρτηρίες εμποδίζουν τη ροή του θρεπτικού αίματος στους ιστούς και τα όργανα. Αυτό μπορεί να αυξήσει τον κίνδυνο καρδιαγγειακών παθήσεων, όπως υψηλή αρτηριακή πίεση, καρδιακή προσβολή και εγκεφαλικό επεισόδιο. Μπορεί επίσης να αυξήσει τον κίνδυνο άνοιας και άλλων ασθενειών που σχετίζονται με την ηλικία.
Τώρα, οι επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Cambridge και στο King's College του Λονδίνου, και οι δύο στο Ηνωμένο Βασίλειο, αποκάλυψαν τις χημικές αλλαγές που προκαλούν τη σκλήρυνση των αρτηριών.
Πρόσφατο Αναφορές κυττάρων το έγγραφο δίνει πλήρη περιγραφή των ευρημάτων.
Η μελέτη επικεντρώνεται γύρω από ένα μόριο που ονομάζεται PAR, το οποίο είναι σύντομο για την πολυ (ADP-ριβόζη). Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι το PAR θα μπορούσε να σχηματίσει «πυκνά υγρά σταγονίδια με ιόντα ασβεστίου», τα οποία στη συνέχεια κρυσταλλώνονται όταν συνδυάζονται με τους ελαστικούς ιστούς στα αρτηριακά τοιχώματα.
Πριν από την ανακάλυψη, οι επιστήμονες πίστευαν ότι το PAR είχε μόνο ρόλο στην επιδιόρθωση του DNA. Τα νέα ευρήματα αποκαλύπτουν ότι προωθεί επίσης την ασβεστοποίηση στις αρτηρίες.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι το αντιβιοτικό μινοκυκλίνη μπορεί να αποτρέψει τη σκλήρυνση της αρτηρίας εμποδίζοντας την ασβεστοποίηση που προκαλείται από PAR.
Η θεραπεία, την οποία εξέτασαν σε κυτταρικές καλλιέργειες και αρουραίους, δεν φαίνεται να επηρεάζει τα οστά.
Η μινοκυκλίνη είναι ένα υπάρχον φάρμακο με πολλές χρήσεις. Οι γιατροί συνήθως το συνταγογραφούν για τη θεραπεία της ακμής.
Ασβεστοποίηση και σκλήρυνση της αρτηρίας
«Η σκλήρυνση της αρτηρίας συμβαίνει σε όλους όσο μεγαλώνουν», λέει η Melinda J. Duer, η οποία είναι καθηγήτρια στο Τμήμα Χημείας του Πανεπιστημίου Cambridge, «και επιταχύνεται σε ασθενείς που υποβάλλονται σε αιμοκάθαρση, όπου ακόμη και τα παιδιά αναπτύσσουν ασβεστοποιημένες αρτηρίες».
«Αλλά μέχρι τώρα δεν γνωρίζουμε τι ελέγχει αυτήν τη διαδικασία και συνεπώς πώς να την αντιμετωπίσουμε», προσθέτει.
Ο Duer ηγήθηκε της μελέτης με την Catherine M. Shanahan, η οποία είναι καθηγήτρια κυτταρικής σηματοδότησης στο King's College London. Διερευνούν την ασβεστοποίηση της αρτηρίας για περισσότερα από 10 χρόνια.
Το British Heart Foundation (BHF) και η Cycle Pharmaceuticals, μια εταιρεία στο Cambridge, χρηματοδοτούν την έρευνά τους.
Στο έγγραφο μελέτης τους, οι συγγραφείς εξηγούν ότι η ασβεστοποίηση που σκληραίνει τις αρτηρίες συμβαίνει συνήθως σε δύο θέσεις στο αιμοφόρο αγγείο. Ένας ιστότοπος είναι το έντερο ή ο ιστός που ευθυγραμμίζει το τοίχωμα των αιμοφόρων αγγείων. Η ασβεστοποίηση σε αυτόν τον ιστότοπο εμφανίζεται ως μέρος της αθηροσκλήρωσης.
Η άλλη τοποθεσία στην οποία εμφανίζεται η σκλήρυνση της αρτηρίας είναι στα μέσα ή στον ιστό μέσα στο τοίχωμα των αιμοφόρων αγγείων. Η σκλήρυνση των μέσων συνήθως συμβαίνει κατά τη γήρανση.
Ο Shanahan εξηγεί ότι για τη συγκεκριμένη μελέτη, ήθελαν να μάθουν τι προκαλεί την ασβεστοποίηση, η οποία παίρνει τη μορφή κρυστάλλων φωσφορικού ασβεστίου.
Ενδιαφέρονταν ιδιαίτερα να ανακαλύψουν γιατί οι εναποθέσεις φαίνεται να συγκεντρώνονται «γύρω από το κολλαγόνο και την ελαστίνη, που αποτελούν μεγάλο μέρος του αρτηριακού τοιχώματος».
Σε προηγούμενες εργασίες, οι ομάδες είχαν ανακαλύψει ότι το PAR, το οποίο πραγματοποιεί επισκευή DNA μέσα σε κύτταρα, μπορεί επίσης να λειτουργήσει εκτός των κυττάρων ως οδηγός της παραγωγής οστικών ιστών.
Αυτό το εύρημα τους οδήγησε να αναρωτηθούν αν το PAR θα μπορούσε επίσης να έχει κάποιο ρόλο στην ασβεστοποίηση άλλων ιστών.
Επίσης, όταν τα κύτταρα υφίστανται οξειδωτικό στρες και βλάβη στο DNA, εκφράζουν δύο ένζυμα που παράγουν PAR - PARP1 και PARP2. Οι επιστήμονες έχουν δει συχνά ότι το οξειδωτικό στρες και η βλάβη του DNA μπορούν να συνοδεύσουν την ασβεστοποίηση στα οστά και τα αιμοφόρα αγγεία.
Τα κύτταρα εξάγουν PAR υπό πίεση
Για τη νέα μελέτη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν «υπερδομικές μεθόδους» για να δουν τι συμβαίνει σε μοριακό επίπεδο όταν τα κύτταρα πιέζονται.
Διαπίστωσαν ότι καθώς τα κύτταρα εξαφανίζονται από το οξειδωτικό στρες, εξάγουν PAR. Επειδή το PAR έχει ισχυρή συγγένεια με τα ιόντα ασβεστίου, μόλις βρεθεί έξω από το κύτταρο, προσκολλάται σταθερά στο ασβέστιο και προτιμά τα άλλα μέταλλα.
Αυτή η διαδικασία παράγει μεγάλα σταγονίδια ασβεστίου που προσκολλούνται στο κολλαγόνο και την ελαστίνη, τα υλικά στα τοιχώματα της αρτηρίας που δίνουν στα αγγεία την ελαστικότητά τους. Όταν τα σταγονίδια προσκολλώνται στα ελαστικά υλικά, στερεοποιούνται σε κρυστάλλους, μειώνοντας την ελαστικότητα και ενισχύοντας τις αρτηρίες.
Ο Ντούερ λέει ότι έκαναν αυτή την ανακάλυψη κατά λάθος στην αρχή και μετά την επιδίωξαν. «Ποτέ δεν θα είχαμε προβλέψει ότι προκλήθηκε από PAR», σημειώνει.
Έχοντας καθιερώσει το ρόλο του PAR στην ασβεστοποίηση της αρτηρίας, οι ομάδες στη συνέχεια έψαξαν έναν τρόπο να το σταματήσουν. Η προφανής λύση ήταν να αναζητήσουμε έναν αναστολέα PARP, το οποίο είναι ένα μόριο που εμποδίζει την παραγωγή PAR αποκλείοντας ένα από τα ένζυμα που το συνθέτουν.
Αποφάσισαν να αναζητήσουν έναν αναστολέα PARP μεταξύ φαρμάκων που είχαν ήδη υποβληθεί σε δοκιμές σε ανθρώπους, καθώς αυτό θα μείωνε τον χρόνο ανάπτυξης για τη χρήση του ως θεραπεία για την πρόληψη των δύσκαμπτων αρτηριών.
Η μινοκυκλίνη σταμάτησε τη σκλήρυνση της αρτηρίας σε αρουραίους
Με τη βοήθεια της Cycle Pharmaceuticals, οι ερευνητές εντόπισαν και δοκίμασαν έξι μόρια που ταιριάζουν στα κριτήριά τους. Ένα από αυτά, η μινοκυκλίνη, αποδείχθηκε πολύ αποτελεσματική στο να εμποδίσει τις αρτηρίες να γίνουν δύσκαμπτες σε αρουραίους με μακροχρόνια νεφρική νόσο.
Η ομάδα ελπίζει να διεξάγει δοκιμές σε ανθρώπους για τη θεραπεία μέσα στα επόμενα 2 χρόνια.
Ο καθηγητής Jeremy Pearson, Αναπληρωτής Ιατρικός Διευθυντής στο BHF, λέει ότι οι ερευνητές αποκάλυψαν τον μηχανισμό πίσω από την ασβεστοποίηση της αρτηρίας και επίσης έδειξαν πώς διαφέρει από την ασβεστοποίηση των οστών.
"Με αυτόν τον τρόπο, προσθέτει," κατάφεραν να εντοπίσουν μια πιθανή θεραπεία για τη μείωση της ασβεστοποίησης των αιμοφόρων αγγείων χωρίς δυσμενείς επιπτώσεις στα οστά. "
«Αυτός ο τύπος θεραπείας θα ωφελήσει πολλούς ανθρώπους και περιμένουμε με ανυπομονησία τα αποτελέσματα των αναμενόμενων κλινικών δοκιμών που εξετάζουν εάν αυτό το φάρμακο ανταποκρίνεται στις αρχές του.
Καθηγητής Jeremy Pearson
