Phân tử mới được phát hiện có thể điều trị suy tim
Trong suy tim, tim không có khả năng bơm máu đi khắp cơ thể một cách hiệu quả. Một yếu tố quan trọng trong sự phát triển của tình trạng này là rối loạn điều hòa canxi. Một phân tử mới được phát hiện có thể giải quyết vấn đề này có thể trở thành mục tiêu điều trị tiếp theo cho tình trạng tim này.
Tim có thể co lại, thư giãn và bơm máu qua các tĩnh mạch một cách hiệu quả, một phần là do quá trình được gọi là “chu trình canxi”. Quá trình này cho phép canxi lưu thông trong và ngoài tế bào.
Chu kỳ này đôi khi bị suy giảm theo tuổi của một người, điều này cũng có thể ảnh hưởng đến tốc độ hoặc khả năng cơ tim bơm máu.
Do đó, rối loạn điều hòa canxi có thể dẫn đến sự phát triển của suy tim.
Cho đến nay, các nhà nghiên cứu đã tập trung vào việc phát triển các liệu pháp nhắm vào một phân tử được gọi là SERCA, có vai trò vận chuyển các ion canxi, đảm bảo sự thư giãn của cơ tim.
Trong bệnh suy tim, SERCA không hoạt động bình thường, điều này đã khiến một số nhà khoa học xem xét khả năng phát triển một liệu pháp gen có thể làm tăng biểu hiện SERCA.
Tuy nhiên, giờ đây, các chuyên gia từ Đại học Texas Southwestern ở Dallas, và từ Đại học Loyola Chicago ở Illinois, đã phát hiện ra một micropeptide mà họ đặt tên là “khung đọc mở lùn” (DWORF). Các nhà khoa học tin rằng DWORF có thể mở đường cho các phương pháp điều trị suy tim tốt hơn.
“Phòng thí nghiệm của chúng tôi gần đây đã phát hiện ra một micropeptide có tên là [DWORF], liên kết trực tiếp với SERCA và tăng cường hoạt động của nó,” Catherine Makarewich, tác giả chính của nghiên cứu mới này giải thích.
“Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã khám phá tiềm năng điều trị của DWORF ở mức độ cao, như một cách để tăng hoạt động của SERCA và cải thiện khả năng co bóp của tim trong bệnh suy tim.”
Catherine Makarewich
Tác động của DWORF lên chức năng tim
Makarewich và nhóm nghiên cứu lần đầu tiên phát hiện ra rằng DWORF thay thế một phân tử gọi là phospholamban (PLN), chất này ức chế hoạt động của SERCA.
Điều này gợi ý rằng các nhà khoa học có thể sử dụng DWORF để giúp tăng cường hoạt động của SERCA, do đó cho phép tim lấy lại khả năng co bóp và thư giãn hiệu quả.
Trong nghiên cứu hiện tại, phát hiện của ai xuất hiện trên tạp chí eLife, các nhà nghiên cứu đã làm việc với những con chuột mà họ đã biến đổi gen để biểu hiện mức DWORF cao hơn, mức PLN cao hơn hoặc mức cao hơn của cả DWORF và PLN trong tim.
Bằng cách so sánh các loài gặm nhấm được biến đổi gen với những con bình thường, các nhà khoa học nhận thấy rằng những con chuột có mức DWORF cao hơn có chu kỳ canxi tốt hơn những con chuột bình thường.
Đồng thời, những con chuột được thiết kế để thể hiện mức PLN cao hơn có chu kỳ canxi kém hơn so với những con đối chứng. Cuối cùng, ở những con chuột có hàm lượng cao của cả hai phân tử, DWORF đã ngăn chặn tác động của PLN.
'Một ứng cử viên hấp dẫn' cho các liệu pháp mới
Để củng cố những phát hiện này, các nhà nghiên cứu cũng đánh giá tác động của DWORF trên mô hình chuột mắc bệnh cơ tim giãn nở, trong đó tim trở nên to và không thể bơm máu hiệu quả.
Những con chuột bình thường bị bệnh cơ tim giãn nở có chức năng kém của tâm thất trái, phần của tim bơm máu có oxy đến cơ thể.
Tuy nhiên, những con chuột bị bệnh cơ tim giãn nở cũng được thiết kế để có mức DWORF cao hơn cho thấy chức năng của tâm thất trái tốt hơn.
Ngược lại, những loài gặm nhấm có cùng vấn đề về tim nhưng hoàn toàn không có DWORF thể hiện chức năng tâm thất trái thậm chí còn kém hơn đối chứng.
Makarewich và nhóm nghiên cứu cũng lưu ý rằng những con chuột có nồng độ DWORF cao không biểu hiện một số dấu hiệu sinh lý thông thường của bệnh cơ tim, chẳng hạn như các buồng tim mở rộng, thành buồng mỏng và khối lượng tế bào cơ tim cao hơn.
Ngoài ra, những con chuột có mức DWORF cao không phát triển tích tụ mô sẹo trong tim, đây là một đặc điểm khác của bệnh cơ tim.
“Những nỗ lực trước đây để khôi phục SERCA để bảo vệ chống lại bệnh suy tim đã không thành công vì họ đã tập trung vào việc tăng mức độ của bản thân SERCA,” tác giả cao cấp của nghiên cứu, Eric Olson, lưu ý.
Tuy nhiên, dựa trên những phát hiện hiện tại, ông cho rằng nhóm nghiên cứu có thể đã xác định được một mục tiêu điều trị khả thi hơn trong DWORF.
“Chúng tôi tin rằng việc tăng mức độ DWORF thay vào đó có thể khả thi hơn và kích thước nhỏ của phân tử DWORF có thể khiến nó trở thành một ứng cử viên hấp dẫn cho một loại thuốc điều trị gen cho bệnh suy tim,” Olson cho biết thêm.
