Nova studija istraživača sa Medicinskog fakulteta Univerziteta u Arizoni-Feniks i Kalifornijskog univerziteta Davis Health identifikovala je novu metu za razvoj terapije za lečenje atrijalne fibrilacije, najčešćeg tipa abnormalnog srčanog ritma.
Atrijalna fibrilacija, koja se obično naziva AFib ili AF, uzrokuje oko 1 od 7 moždanih udara, prema američkim centrima za kontrolu i prevenciju bolesti, i povezana je sa značajnim povećanjem rizika od morbiditeta i mortaliteta. Očekuje se da će više od 12 miliona ljudi imati AFib do 2030. godine, prema Američkom udruženju za srce, a trenutne paradigme lečenja ostaju neadekvatne, kažu istraživači.
Proteini uključeni u fiziološke procese srca su već neko vreme bili meta istraživanja za AFib. Do nedavno, većina istraživanja je sugerisala da bi lečenje AFib-a putem inhibicije specifičnih kalijumskih kanala male provodljivosti aktiviranih kalcijumom, ili SK kanala, moglo smanjiti ili pogoršati aritmije u različitim uslovima.
„Naša studija je koristila pionirske eksperimentalne i računarske pristupe da dešifruje kako se ljudski SK2 kanal može dinamički koregulisati. Studija je posebno pravovremena s obzirom na to da su inhibitori SK kanala trenutno u kliničkim ispitivanjima za lečenje AFib-a, čime je dalji uvid u njihove regulatorne mehanizme najvažniji “, rekao je Nipavan Chiamvimonvat, MD, predsednik Odeljenja za osnovne medicinske nauke na Medicinskom fakultetu u Feniksu.
Rad, „Atomistički mehanizmi regulacije male provodljivosti Ca2+-aktiviranog K+ kanala (SK2) od strane PIP2,“ objavljen je u časopisu PNAS.
Istraživački tim je ispitao ulogu lipida — fosfatidilinozitol 4,5-bisfosfata ili PIP2 — u regulisanju SK2 kanala. PIP2 je sastavna komponenta svih biljnih i životinjskih ćelijskih membrana i deluje kao glasnik za različite signalne puteve u telu.
„Budući da PIP2 igra tako bitnu ulogu u višestrukim jonskim kanalima, regulacija srčanih jonskih kanala kroz PIP2 predstavlja novi mehanizam za regulaciju lipida ekscitabilnosti i funkcije srca“, rekao je računski biolog Rajan Volc, dr Rajan Volc, prvi saradnik u radu. autor i docent istraživač na Medicinskom fakultetu u Feniksu.
Trenutno, SK kanali su jedini poznati kalijumovi kanali koji se pojačavaju kod srčane insuficijencije, a njihova regulacija igra ključnu ulogu u srčanoj ekscitabilnosti i razvoju poremećaja u srčanom ritmu.
„Pošto je poznato da je PIP2 neregulisan kod srčane insuficijencije, naša studija pruža kritičan translacioni uvid u moguće mehanizme srčanih aritmija kod srčane insuficijencije“, rekao je koautor Jang Dženg, doktor nauka, postdoktorski istraživač na Koledžu za Medicina — Feniks.
Koristeći uporedno modeliranje, istraživački tim je napravio modele ljudskih SK2 kanala u zatvorenim, srednjim i otvorenim stanjima. Zatim su koristili simulacije molekularne dinamike da bi istražili molekularne mehanizme modulacije kanala SK2 pomoću PIP2.
„Strukturni uvidi iz naše studije biće korisni za dizajniranje novih inhibitora SK2 kanala za lečenje srčanih aritmija“, rekao je dr Vladimir Iarov-Iarovoi, profesor na UC Davis Health.
Ko-stariji autor dr Igor Vorobjov, vanredni profesor na UC Davis Health, rekao je da tim već koristi slične računarske pristupe za proučavanje drugih podtipova SK kanala.
„Oduševljen sam što ću učestvovati u ovoj zajedničkoj multi-univerzitetskoj i multidisciplinarnoj istraživačkoj studiji i radujem se nastavku saradnje“, rekao je Vorobjov. „Trenutno radimo na primeni sličnog pionirskog eksperimentalnog / računarskog pristupa modulaciji SK kanala molekulima lekova, koji mogu poboljšati ili inhibirati funkciju ovih jonskih kanala i mogu se koristiti kao prospektivne opcije lečenja za AFib i druge kardiovaskularne bolesti.“
