Καρδιά: Μια νέα μελέτη ρίχνει φως στο πώς η αυτοφαγία, η διαδικασία του σώματος για την αφαίρεση κατεστραμμένων κυτταρικών τμημάτων, όταν είναι εξασθενημένη, μπορεί να διαδραματίσει ρόλο στην πρόκληση καρδιακής ανεπάρκειας. Η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Δρα E. Dale Abel, πρόεδρο του Τμήματος Ιατρικής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας (UCLA) και τον Δρα Quanjiang Zhang, επίκουρο καθηγητή ιατρικής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας (UCLA) εντόπισε ένα μονοπάτι σηματοδότησης που συνδέει την αυτοφαγία με τον έλεγχο των κυτταρικών επιπέδων ενός βασικού συνενζύμου γνωστού ως NAD+, το οποίο βρίσκεται σε όλα τα ζωντανά κύτταρα και είναι κεντρικό στον τρόπο λειτουργίας του μεταβολισμού μας.
Οι ερευνητές λένε ότι αυτά τα ευρήματα μπορεί να έχουν επιπτώσεις στη θεραπεία της καρδιακής ανεπάρκειας. “Η καρδιακή ανεπάρκεια παραμένει η κύρια αιτία θνησιμότητας και υπάρχει έντονη ανάγκη να αναπτυχθούν νέες θεραπείες που μπορούν να βελτιώσουν την καρδιακή λειτουργία και να αυξήσουν την επιβίωση. Ο εντοπισμός μιας νέας οδού που συνδέει την εξασθενημένη αυτοφαγία, ένα χαρακτηριστικό της καρδιακής ανεπάρκειας και την αυξημένη διάσπαση του NAD+ θα μπορούσε να ανοίξει νέους δρόμους για θεραπευτική παρέμβαση», είπε ο Άμπελ. Η αυτοφαγία είναι ένας φυσικός, αυτοεξυπηρετούμενος μηχανισμός στον οποίο το σώμα αφαιρεί κατεστραμμένα ή δυσλειτουργικά κυτταρικά μέρη και ανακυκλώνει τα συστατικά τους για κυτταρική επισκευή ή παραγωγή ενέργειας. Ο Abel το περιγράφει ως το κυτταρικό σύστημα ανακύκλωσης του σώματός μας που επιτρέπει στα κύτταρα να διασπούν τα κακά μέρη του εαυτού τους και να διασώζουν ορισμένα από αυτά τα μέρη για να επαναχρησιμοποιηθούν σε νέα, χρησιμοποιήσιμα μέρη. Δεδομένου του σημαντικού ρόλου της αυτοφαγίας στην κυτταρική διάσπαση και επιδιόρθωση, η εξασθενημένη αυτοφαγία είναι γνωστό ότι προκαλεί μια σειρά διαταραχών, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου, του νευροεκφυλισμού και της καρδιακής ανεπάρκειας. Μέχρι τώρα, ωστόσο, οι επιστήμονες δεν ήταν σίγουροι ποιοι μηχανισμοί αποτελούν τη βάση της μιτοχονδριακής και καρδιακής δυσλειτουργίας στο πλαίσιο της εξασθενημένης αυτοφαγίας. Ένας προτεινόμενος μηχανισμός ήταν η συσσώρευση δυσλειτουργικών μιτοχονδρίων που λαμβάνει χώρα όταν η αυτοφαγία είναι εξασθενημένη, καθώς αυτή η συσσώρευση μπορεί να ενεργοποιήσει φλεγμονώδεις και άλλες αποκρίσεις που μπορεί να οδηγήσουν σε κυτταρικό θάνατο ή δυσλειτουργία. Ένας άλλος προτεινόμενος μηχανισμός είναι η αποικοδόμηση συγκεκριμένων πρωτεϊνών που εμπλέκονται στον μεταβολισμό και που μειώνουν τη λειτουργία των οδών οι οποίες ρυθμίζουν τη συστολή του καρδιακού μυός.
Η παρούσα μελέτη εντόπισε έναν νέο μηχανισμό, δηλαδή την εξάντληση του NAD+, που οδηγεί σε δυσλειτουργία των καρδιακών μυϊκών κυττάρων στο πλαίσιο της αυτοφαγίας. Χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο ποντικού με δυσλειτουργία αυτοφαγίας στα καρδιακά κύτταρα, η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι η αυτοφαγία ρυθμίζει το ένζυμο NNMT, το οποίο αυξάνει τα επίπεδα σε αυτό το μοντέλο καρδιακής ανεπάρκειας. Η αναστολή της δραστηριότητας αυτού του ενζύμου με ένα μικρό μόριο οδήγησε σε βελτίωση της καρδιακής ανεπάρκειας παρόλο που η αποτυχία της αυτοφαγίας παρέμεινε. Η μελέτη διευκρίνισε ένα αλυσιδωτό συμβάν που εξηγεί πώς και γιατί η εξασθενημένη αυτοφαγία μπορεί να οδηγήσει σε καρδιακή δυσλειτουργία. Το πρώτο βήμα αυτής της αλυσίδας είναι η συσσώρευση μιας πρωτεΐνης γνωστής ως SQSTM1. Η αυξημένη SQSTM1 ενεργοποιεί μια πρωτεΐνη σηματοδότησης που ονομάζεται NF-κB (επίσης γνωστή ως RELA). Η NF-κΒ εισέρχεται στον πυρήνα και προκαλεί αυξημένη γονιδιακή δραστηριότητα που κωδικοποιεί το ένζυμο νικοτιναμίδης Ν-μεθυλοτρανσφεράση (NNMT). Το ένζυμο NNMT οδηγεί τελικά σε διάσπαση των πρόδρομων ουσιών NAD+, μειώνοντας τελικά τα επίπεδα NAD+. Τα χαμηλά επίπεδα NAD+ προκαλούν στη συνέχεια μιτοχονδριακή και καρδιακή δυσλειτουργία. Η αποκάλυψη αυτής της οδού έχει συνδέσει τον μεταβολισμό του NAD+ και την αυτοφαγία. Αυτά τα ευρήματα υποδεικνύουν μια νέα πιθανή θεραπεία για την αναστροφή της μιτοχονδριακής δυσλειτουργίας και τη βελτίωση της καρδιακής ανεπάρκειας αποτρέποντας την απώλεια NAD+ και ενισχύοντας το επίπεδό της στον καρδιακό μυ. Αυτή η έρευνα δημοσιεύεται στο περιοδικό EMBO Journal.
