Dugačak molekul RNK koji se nalazi u izobilju u zdravim ćelijama glatkih mišića koji našim krvnim sudovima daju snagu i fleksibilnost je takođe od suštinskog značaja za kontinuiranu kontrakciju koja pomera hranu kroz naš gastrointestinalni trakt.
Bez CARMN-a, dugačke nekodirajuće RNK, što znači da ne proizvodi proteine, ali pomaže u regulisanju ćelijske aktivnosti, GI trakt dug 30 stopa se ne kontrahuje kako bi trebalo.
To može dovesti do bolne čak i smrtonosne situacije u kojoj delimično nesvarena hrana bude zarobljena, kaže dr Jiliang Zhou, vaskularni biolog na Odeljenju za farmakologiju i toksikologiju na Medicinskom koledžu Džordžije.
„CARMN je ključni regulator kontraktilnosti na oba mesta i kada ne funkcioniše optimalno, mi ne funkcionišemo optimalno“, kaže Džou, odgovarajući autor studije objavljene u časopisu Gastroenterologi.
On i njegove kolege objavili su 2021. godine u časopisu Circulation da je CARMN jedina duga nekodirajuća RNK koja je konstantno prisutna u ćelijama glatkih mišića krvnih sudova ljudi u krvnim sudovima i ljudi i miševa. Takođe su otkrili da je njegovo prisustvo značajno smanjeno kod vaskularnih bolesti, poput ateroskleroze. I, kada su obnovili normalnije nivoe u mišjim modelima vaskularnih bolesti, formiranje ožiljaka i nezdrava proliferacija ćelija unutar krvnih sudova je dramatično smanjena.
Tokom tog rada, naučnici su shvatili suštinsku ulogu CARMN-a u kretanju GI trakta, koji uključuje našu cev za gutanje, odnosno jednjak, želudac i creva.
Zhou primećuje da se CARMN zapravo čini kritičnijim u GI traktu nego za protok krvi kroz naše krvne sudove jer je srce koje kuca sila koja može da održava kretanje krvi.
„Posledica disfunkcije kontraktilnosti glatkih mišićnih ćelija GI bila bi mnogo teža od vaskularnih glatkih mišićnih ćelija. To je ključno za njihovu stalnu funkciju“, kaže Džou. „Vi to uzimate zdravo za gotovo, ali ako to ne radi, imate problema.
Iako je bilo jasno da problemi sa kretanjem GI trakta mogu biti problematični, čak i smrtonosni, detalji o tome šta regulišu ćelije glatkih mišića koje regulišu ovaj suštinski pokret nisu jasni, kažu naučnici MCG-a.
Visceralne glatke mišićne ćelije su komponenta GI trakta koja je neophodna za ono što se naziva pokretljivost ili kretanje, pišu Zhou i njegove kolege. Ta akcija je neophodna za kretanje hrane kroz GI trakt. Oštećeno kretanje može dovesti do različitih stepena crevne pseudo-opstrukcije. Sa ovim stanjem, delimično svarena hrana se nakuplja u crevima, izazivajući oticanje i bol u stomaku, mučninu, povraćanje i zatvor ili dijareju, prema MedlinePlusu. Bešika, još jedan šuplji organ, takođe može biti pogođena, a samim tim i sposobnost mokrenja, kao i materica, koja mora da proizvodi snažne kontrakcije da bi omogućila rođenje bebe.
Zhou i njegove kolege su težili svom primarnom interesovanju za ćelije glatkih mišića krvnih sudova tako što su potpuno izbacili CARMN da sagleda posledice kada su otkrili ovu neočekivanu ulogu u GI traktu. Otkrili su da bez CARMN-a, u 100% vremena, miševi ne bi preživjeli i/ili iskusili naduvene stomake jer se GI trakt više nije kontrahirao po potrebi.
„Ovo je bilo neočekivano“, kaže on. Otkrili bi da je gubitak CARMN-a rezultirao smanjenjem regulacije više gena koji omogućavaju kontraktilnost, kao što je Milk, uspostavljeni ključni regulator kontrakcije ćelija glatkih mišića. To je takođe poremetilo komunikaciju i koordinisano delovanje GI ćelija koje im omogućavaju da rade „kao orkestar“ kako bi ostvarile smisleno kretanje. Isti odgovori su se desili i kod mišjih modela i kod ljudskih GI ćelija. Džou takođe kaže da je gubitak ometao njihovu potragu za boljim razumevanjem dugoročnih posledica izmenjenih nivoa CARMN u ćelijama glatkih mišića krvnih sudova.
Njihova nova otkrića ukazuju na potrebu za alatom za selektivno uklanjanje CARMN-a. Oni traže mogućnosti kao što je alat za uređivanje gena CRISPR u saradnji sa Joe Miano, Ph.D., urednikom genoma, molekularnim biologom i J. Haroldom Harrisonom, MD, uglednom univerzitetskom katedrom za vaskularnu biologiju, i Benardom Ogolom, Ph.D. , farmakolog, oboje u Centru za vaskularnu biologiju MCG. Oni takođe žele da istraže jednostavnije potencijalne pristupe povećanju nivoa CARMN-a, poput vežbanja.
Sada žele da pogledaju CARMN u GI ćelijama ljudi sa intestinalnom pseudo-opstrukcijom kako bi pokušali da utvrde da li je to niža ekspresija ili postoji mutacija koja je promenila njegovu funkciju.
Ćelije glatkih mišića nalaze se u zidovima prolaza u telu, kao što je GI trakt, kao i šuplji organi poput bešike. Životinjski modeli naučnika MCG-a omogućavaju im da tačno odrede gde se CARMN nalazi i nalazi se samo unutar ćelija glatkih mišića, kaže Džou. On primećuje da verovatno postoji izvesna varijabilnost u ekspresiji CARMN kod različitih pojedinaca i na specifičnoj lokaciji ćelija glatkih mišića. U stvari, taj izraz se može promeniti, na primer, u materici tokom trudnoće.
Nema sumnje da se ekspresija CARMN smanjuje sa godinama, ali oni to još nisu istražili. Trenutno razvijaju model miša koji prekomerno izražava CARMN da bi videli posledice tog ekstrema. Oni takođe sada istražuju potencijalnu ulogu CARMN-a u slabim tačkama u krvnim sudovima zvanim aneurizme, koje mogu biti rezultat problema kao što su ateroskleroza i infekcija, a mogu puknuti i potencijalno biti fatalne.
Projekat humanog genoma, koji je zaključen 2003. godine, pokazao je da je velika većina naše RNK, poput CARMN, nekodirajuća RNK, iako su ove RNK najmanje proučavane do sada.
