Ένας ερευνητής του Πανεπιστημίου του Κεντάκι βοήθησε στην επίλυση ενός μυστηρίου 60 ετών σχετικά με ένα από τα πιο ζωτικά όργανα του σώματος: την καρδιά.
Ο Kenneth S Campbell, Ph.D., διευθυντής έρευνας στο Τμήμα Καρδιαγγειακής Ιατρικής στο Πανεπιστήμιο του Κεντάκι, βοήθησε στη χαρτογράφηση ενός σημαντικού μέρους της καρδιάς σε μοριακό επίπεδο. Η μελέτη με τίτλο «Cryo-EM structure of the human cardiac myosin filament» δημοσιεύθηκε στο Nature νωρίτερα αυτό το μήνα.
Η καρδιά αποτελείται από δισεκατομμύρια κύτταρα. Κάθε κύτταρο περιέχει χιλιάδες μικρότερες δομές, που ονομάζονται σαρκομερή. Αυτά είναι τα δομικά στοιχεία των μυών. Μέσα σε κάθε μπλοκ, υπάρχουν εκατοντάδες νημάτια μυοσίνης.
«Κάθε νήμα έχει περίπου 2.000 μόρια διατεταγμένα σε μια πραγματικά περίπλοκη δομή που οι επιστήμονες προσπαθούν να κατανοήσουν εδώ και δεκαετίες», δήλωσε ο Campbell. «Γνωρίζαμε αρκετά για τα μεμονωμένα μόρια και οι άνθρωποι πίστευαν ότι οι μυοσίνες θα μπορούσαν να ταξινομηθούν σε ομάδες των έξι που ονομάζονταν κορώνες, αλλά όχι πολύ πέρα από αυτό».
Ο Campbell εξήγησε ότι η πιο ενδιαφέρουσα ανακάλυψη στην μελέτη που έγινε είναι ότι υπάρχουν τρεις διαφορετικοί τύποι κορωνών.
«Πιστεύουμε ότι αυτό σημαίνει ότι ο καρδιακός μυς μπορεί να ελεγχθεί με μεγαλύτερη ακρίβεια από ό, τι είχαμε συνειδητοποιήσει. Ήμασταν επίσης ενθουσιασμένοι που είδαμε πώς η πρωτεΐνη δέσμευσης μυοσίνης-C, μια άλλη πρωτεΐνη που συνδέεται με γενετικές καρδιακές παθήσεις, βρίσκεται μέσα στη δομή. Μας δίνει ένα νέο επίπεδο πληροφοριών σχετικά με το πώς τα μόρια είναι διατεταγμένα στην καρδιά», δήλωσε ο Campbell.
Σε συνεργασία με ερευνητές της Ιατρικής Σχολής Chan του Πανεπιστημίου της Μασαχουσέτης, η ομάδα παρήγαγε 3D ανακατασκευές ενός σωματιδίου των καρδιακών παχέων νηματίων. Οι εικόνες παρέχουν ένα νέο πλαίσιο για την ερμηνεία δομικών, φυσιολογικών και κλινικών παρατηρήσεων.
«Αυτή η μελέτη είναι σημαντική για την ανακάλυψη νέων φαρμακευτικών θεραπειών για καρδιακές παθήσεις που χρειάζεται απεγνωσμένα το Κεντάκι», δήλωσε ο Campbell. «Μας δίνει μια πολύ καλύτερη κατανόηση του πώς αλληλεπιδρούν τα μόρια στην καρδιά μας».
Οι καρδιακές παθήσεις είναι η κύρια αιτία θανάτου στο Κεντάκι και τοποθετεί την πολιτεία μεταξύ των δέκα κορυφαίων πολιτειών με το υψηλότερο ποσοστό θνησιμότητας από την ασθένεια, σύμφωνα με τα Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων (CDC).
«Ενδιαφερόμαστε για θεραπείες για διάφορα είδη καρδιακής ανεπάρκειας και μυοπαθειών, όπου οι καρδιακοί μύες δεν λειτουργούν πολύ καλά», δήλωσε ο Campbell. «Η έρευνά μας είναι ένα από τα πολλά έργα που βρίσκονται σε εξέλιξη στο πανεπιστήμιο για να βοηθήσουν στην εξεύρεση καλύτερων θεραπειών για τις καρδιακές παθήσεις».
Η ερευνητική ομάδα συνέλεξε δείγματα ιστού καρδιάς από το Gill Cardiovascular Biorepository, του οποίου ο Campbell είναι διευθυντής. Τα δείγματα δωρίζονται για ερευνητικούς σκοπούς από ασθενείς που λαμβάνουν καρδιαγγειακή φροντίδα στο Κεντακι.
«Ξεκινήσαμε το Gill Cardiovascular Biorepository το 2008. Με τη βοήθεια ενός χειρουργού στο UK HealthCare, αρχίσαμε να συλλέγουμε δείγματα μυοκαρδίου από δωρητές οργάνων και από ασθενείς που λάμβαναν καρδιακές μεταμοσχεύσεις», δήλωσε ο Campbell. «Τώρα έχουμε δημιουργήσει έναν τεράστιο πόρο με περίπου 15.000 δείγματα από σχεδόν 500 άτομα.
Μοιραζόμαστε επίσης αυτά τα δείγματα με ερευνητικές ομάδες σε όλο τον κόσμο. Αυτή η μελέτη στο Nature προέρχεται από μία από αυτές τις συνεργασίες».
«Με ενδιέφεραν πολύ τα μαθηματικά και τα μόρια», δήλωσε ο Campbell. «Αλλά αφού άκουσα έναν φίλο που είναι καρδιοθωρακοχειρουργός να μιλάει για ασθενείς, συνειδητοποίησα ότι θα μπορούσα να κάνω έρευνα που θα βοηθούσε τους ασθενείς».
«Και στους ασθενείς στο UK HealthCare που έχουν δωρίσει δείγματα σε εμάς, ελπίζουμε να γνωρίζουν πόσο έχουν βοηθήσει στην προώθηση της έρευνας».
Πηγή: Research.uky.edu