Ученые из Института сердца Седарс-Синай (Cedars-Sinai Heart Institute) установили, что ответственность за межклеточную коммуникацию, регулирующую работу сердца и играющую важную роль в ограничении зоны инфаркта и инсульта, несут шесть белков – на пять больше, чем считалось ранее.

Самый маленький из этих белков управляет крупнейшим из них в выполнении его роли в координации работы миллиардов клеток сердца во время каждого сокращения. Совместная работа этих белков синхронизирует сердечные сокращения.

«Теперь мы знаем, что эти белки существуют», – говорит Робин Шоу (Robin Shaw), MD, PhD, старший автор статьи об исследовании, опубликованной в журнале Cell Reports. «Это открытие углубляет наше понимание межклеточной коммуникации, лежащей в основе функции здорового сердца. При ослаблении межклеточной коммуникации, как это происходит в случае сердечной недостаточности, повышается вероятность развития нарушений сердечного ритма, что может привести к смерти или инвалидности».

До сих пор ученые знали только один белок, участвующий в межклеточной коммуникации, реализуемой через так называемые щелевые контакты. Исследователи из Седарс-Синай идентифицировали еще пять белков, регулирующих быстрый ток электрических коммуникационных сигналов, координирующих активность клеток сердца, обеспечивающую устойчивое сердцебиение.

«Открытие стартовых сайтов альтернативной трансляции в этой важной группе белков представляет один из ключевых биологических процессов – электрическую коммуникацию клеток сердца – поразительно разнообразным», – комментирует исследование Эдуардо Марбан (Eduardo Marbán), MD, PhD, директор Институт сердца Седарс-Синай. «Это открытие окажет огромное влияние на лечение аритмий и сердечной недостаточности».

Посредством так называемой альтернативной трансляции механизмы синтеза белка в каждой клетке могут производить более короткие белки на основе того же гена, который кодирует самый большой из белков. Биологи знали о существовании альтернативной трансляции, но не совсем понимали ее физиологическое значение. Исследовательская группа под руководством доктора Шоу углубила понимание этого процесса и продолжает изучать роль синтезируемых в этом процессе белков.

Не менее важным представляется и второе открытие американских ученых. Они установили, что класс препаратов, известных как ингибиторы mTOR (уже используемых в качестве иммуносупрессоров в трансплантологии) может влиять на альтернативную трансляцию, изменяя баланс белков в клетках сердца, усиливая степень электрической координации. Полученные данные свидетельствуют о том, что ингибиторы mTOR могут быть использованы для предотвращения развития иногда смертельных аритмий.

Нормально сокращающееся сердце необходимо, чтобы доставлять кровь к мозгу, легким и другим органам. Нарушение ритма сокращений главной насосной камеры сердца может привести к внезапной остановке органа – самой распространенной причине смерти среди пациентов с сердечными заболеваниями. Предотвращение развития аритмий является одним из главных клинических приоритетов. Возможность использования ингибиторов mTOR предполагает, что препараты, назначаемые при трансплантации сердца, могут использоваться и при его декомпенсации.

Межклеточная коммуникация имеет место во всех органов. Белки, помогающие коммуникации клеток сердца, играют важную роль и в функциях мозга, развитии костей и выработке инсулина поджелудочной железой. Эти же белки влияют и на сокращение мышечных клеток в матке во время родов и потенциально могут подавлять раковые клетки. Оптимизация ингибиторами mTOR межклеточной коммуникации предполагает возможность использования этого класса препаратов для лечения целого ряда заболеваний.

Оригинальная статья

Autoregulation of Connexin43 Gap Junction Formation by Internally Translated Isoforms