E sejtek által fogyasztott tápanyagok típusának megváltoztatása elősegíti a kardiomiociták szaporodását egerekben.
Ha az emberek megerősítik, a kutatási eredmények segíthetnek a szívroham vagy fertőzés okozta szívelégtelenség kezelésében. A képen szívizomfestés látható mikroszkóp alatt. [iStock/BeholdingEye]
A mitokondrium táplálékforrásának módosítása elősegítené a szívszövet helyreállítását. Így zárul le a Nature Metabolism folyóirat nemrégiben megjelent és egereken végzett tanulmánya.
Az élet első hetében az újszülött emlősök szíve képes felépülni minden károsodásból, amelyet az azt alkotó sejtek elszenvedhetnek. Ennek a képességnek a elvesztése azonban egybeesik a mitokondrium energia-előállításának változásával. Vagyis az anaerob glikolízistől, amely oxigén hiányában lebontja a glükózt, az oxidatív foszforilezésig, amely a zsírtartalmú táplálék fő forrását képezi.
Bár ezen utóbbi tápanyagok átalakulása nagyobb mennyiségű energiát szolgáltat a test számára, a reaktív oxigénfajok, például a szabad gyökök termelése a folyamat során gátolja a sejtosztódást és következésképpen az új kardiomiociták termelését.
Így Hesham A. Sadek és csapata a Texasi Egyetem Délnyugati Orvosi Központjában az Egyesült Államok, Brazília, Szingapúr és Kína más intézményeinek tudósaival együtt elhatározta, hogy elmélyül a zsírsavak szerepében regenerációs képesség.
Ehhez a kutatók először genetikailag módosított nőstény egereket állítottak elő alacsony zsírtartalmú tej előállításához. Hasonlóképpen, 12 napos korukban fiatal szilárd táplálékként lipid nélküli étrendet kaptak. 21 napos korukban ezeknek az állatoknak a szívében nagyobb volt a kardiomiociták száma, valamint az osztódó állapotú sejtek a kontroll csoporthoz képest. A zsírmentes rendszer fenntartása ellenére azonban a regenerációs képesség megszűnt, amint az állatok felnőtté váltak; mivel nyilvánvalóan a rágcsálók szervezete fokozta a lipidszintézist, hogy ellensúlyozza az étrend táplálkozási hiányát.
Következésképpen a tudósok feltárták a közvetlen hatás hatását a zsíranyagcserére. Pontosabban törölték a piruvát-dehidrogenáz kináz 4 (PDK4) enzim génjét, amelynek hatása gátolja a glükóz oxidációját. Ennek eredményeként a mitokondrium növelte ennek a cukornak az energia szubsztrátjaként történő fogyasztását, ami elősegítette a szívsejtek szaporodását.
Érdekes módon PDK4 hiányában az egerek bal kamrai szisztolés funkciója jelentősen javult 6 hónappal a miokardiális infarktus után. Ez arra utal, hogy a szövetben regeneratív válasz van. Az enzim farmakológiai gátlása megerősítette ezt az eredményt.
Sadek és munkatársai számára a megállapítás a PDK4-re, mint terápiás célpontra mutat. A jövőbeni kutatások megerősítik az e molekulával szemben tervezett gyógyszerek felhasználásának hatékonyságát a szívroham okozta szívkárosodás visszaszorításának stratégiájaként.
Marta Pulido Salgado
Hivatkozás: "A mitokondriális szubsztrát kihasználása szabályozza a kardiomiocita sejtciklus progresszióját", A. C. Cardosso és munkatársai, In Nature Metabolism; 2: 167–178. Oldal, közzétéve 2020. február 20.