Razumevanje mehanizama iza ćelijske smrti i preživljavanja je ključno kada su u pitanju stanja poput srčane insuficijencije, koja pogađa milione ljudi širom sveta. Sada su istraživači iz Japana identifikovali mehanizam koji štiti srčane miocite od ishemije, odnosno nedostatka snabdevanja krvlju.
U svojoj studiji objavljenoj u Nature Communications, istraživači sa Tokijskog medicinskog i stomatološkog univerziteta (TMDU) u Japanu identifikovali su ćelijski signalni put koji stimuliše zaštitne mehanizme u srčanim miocitima, potencijalno otvarajući puteve za razvoj novih terapija.
Familija proteina Forkhead bok O (FokO) uključena je u mnoge ćelijske funkcije, a njihova ćelijska aktivnost je strogo kontrolisana. Razrađujući dalje, dr Maejima Iasuhiro, autor studije, kaže: „Najzagonetniji aspekt FokO ćelijske funkcije je da reguliše i mehanizme koji podstiču i inhibiraju ćelijsku smrt, čak i u istim ćelijama.“
Stoga su se istraživači TMDU fokusirali na ulogu FokOs-a, kao i sterilne kinaze 1 slične 20 sisara (Mst1), za koju je poznato da interaguje sa FokOs-om da reguliše procese kao što je preživljavanje ćelija. Otkrili su da se Mst1 vezuje i fosforiliše FokO1.
Pored toga, kada su i Mst1 i FokO1 eksprimirani zajedno u srčanim miocitima, to je povećalo aktivnost gena koji proizvode zaštitne antioksidante, dok su potisnuli gene uključene u ćelijsku smrt.
Ali kako funkcioniše ovaj zaštitni mehanizam? Da bi odgovorili na ovo pitanje, istraživači su bliže pogledali gene na koje cilja FokO1. Otkrili su da antioksidativni geni imaju mesta vezivanja i za FokO1 i za drugi protein koji se zove C/EBP-β, dok geni uključeni u ćelijsku smrt imaju mesta vezivanja samo za FokO1.
Nakon toga, dalji eksperimenti su pokazali da u prisustvu FokO1, Mst1 fosforiliše C/EBP-β. Ovo je povećalo vezivanje FokO1-C/EBP-β, što je potom stimulisalo proizvodnju antioksidanata i druge mehanizme za preživljavanje.
Kakav efekat ovaj mehanizam ima na srčane ćelije? Kod miševa koji su genetski modifikovani da nemaju FokO1 ili C/EBP-β u srcu, izlaganje ishemiji tokom četiri sata zapravo dovodi do povećane količine mrtvog srčanog tkiva.
S druge strane, kada su miševi kojima je nedostajao FokO1 konstruisani da eksprimiraju oblik fosforilisanog C/EBP-β, količina mrtvog tkiva u srcu se smanjila. Uzeti zajedno, ovi rezultati su pokazali da ova interakcija Mst1-FokO1-C/EBP-β štiti srce od ishemije.
Dugoročno, ovi nalazi bi mogli otvoriti put za razvoj novih tretmana za srčanu insuficijenciju. „Ako se nivo C/EBP-β fosforilacije može povećati bez aktivacije Mst1, promovisanje preživljavanja ćelija bez aktiviranja štetnih funkcija Mst1 može biti moguće“, objašnjava prof. Junichi Sadoshima.
Drugim rečima, lekovi koji mogu selektivno promovisati zaštitne funkcije Mst1 bi pomogli u zaštiti srčanih miocita u slučaju životno opasnih stanja kao što je srčana insuficijencija.
Dakle, ova studija ne samo da poboljšava naše razumevanje mehanizama koji upravljaju smrću i preživljavanjem ćelija, već i donosi novu nadu za pacijente koji pate od srčane insuficijencije.
