Переносники міді — потенційна нова мішень для лікування серцево-судинних захворювань

Учені медичного коледжу Джорджії (Medical College of Georgia — MCG) повідомляють про те, що в людському організмі важливу роль в забезпеченні безлічі життєво важливих функцій, у тому числі і в процесах утворення нових судин, відіграє переносник міді. Це білок, який сприяє засвоєнню міді, що надходить в організм з продуктами харчування, такими як морепродукти і горіхи.

Результати, опубліковані в журналі «Nature Communications», вказують на переносник міді ATP7A як на потенційну нову терапевтичну мішень при лікуванні серцево-судинних захворювань — стенокардії, захворювання периферичних артерій і інсульту.

Доктор Масуко Ушіо-Фукаї (Masuko Ushio-Fukai), судинний біолог з Центру судинної біології MCG (MCG’s Vascular Biology Center — VBC), повідомляє про недавно відкриту функцію ATP7A. Встановлено, що ATP7A безпосередньо пов’язується з рецептором фактору росту ендотелію судин, так званим VEGFR2, щоб стабілізувати його та регулювати сам рецептор. У результаті запускається ангіогенез — процес утворення нових кровоносних судин.

Раніше було встановлено, що при таких захворюваннях, як цукровий діабет, що є основним фактором ризику розвитку серцево-судинних хвороб, експресія ATP7A знижується, деградація VEGFR2 збільшується і здоровий баланс міді порушується. За словами доктора Тору Фукаї (Tohru Fukai), судинного біолога і кардіолога з VBC, у результаті такого дисбалансу в людини може спостерігатися стенокардія та погано загоюватися рани.

Саме ці відкриття наштовхнули співавторів нової статті на думку про існування прямого зв’язку між ATP7A і рецептором VEGF.

Ендотеліальні клітини вистилають наші кровоносні судини, а VEGF стимулює проліферацію та рух цих клітин, які закладають основу і стимулюють відновлення нових кровоносних судин. Т. Фукаї акцентує увагу на тому, що рецептори VEGF на ендотеліальних клітинах є відправною точкою для ангіогенезу.

У здорових людей ангіогенез у деякій мірі відбувається протягом усього життя, але при таких станах, як цукровий діабет, він порушується.

Учені припускають, що істотні перехресні перешкоди, які вони виявили між переносником і рецептором, також виникають під час старіння, коли паралельно з іншими вітальними функціями організму рівні ATP7A природним чином починають знижуватися.

М. Ушіо-Фукаї зазначає, що в подальшому робота дослідників буде спрямована на пошук препаратів, які можуть підвищувати і стабілізувати рівень ATP7A і, отже, рецептор VEGF.

Мідь — мікроелемент, який бере участь у багатьох процесах в людському організмі. Вона відома своєю здатністю стимулювати проліферацію і міграцію ендотеліальних клітин, у результаті чого формуються нові судини. Однак, за словами вчених, точний механізм цього явища поки не вивчений.

ATP7A зазвичай знаходиться в транс-мережі клітинного апарату Гольджі — свого роду автобусної станції всередині клітини, яка відправляє нові білки туди, де це необхідно. Переносник доставляє мідь до ферментів, яким вона необхідна для активації і функціонування. Ці ферменти включають супероксиддисмутазу (розщеплює активні форми кисню, які відіграють ключову роль у патогенезі серцево-судинних захворювань та цукрового діабету) і лізилоксидазу (відіграє важливу роль в утворенні сполучної тканини).

Коли всередині клітин накопичується занадто багато міді (наприклад при цукровому діабеті), ATP7A також виконує роботу з видалення її надлишку. Т. Фукаї зазначає, що як надлишок, так і нестача міді можуть порушувати біологічні процеси.

Вчені з MCG продемонстрували, що VEGF виводить ATP7A з комплексу Гольджі на клітинну мембрану, де вона зв’язується і стабілізує рецептор VEGF. Також встановлено, що дефіцит ATP7A в ендотеліальних клітинах сприяє формуванню аутофагосом, які в основному створюють мембранну мережу навколо будь-яких предметів, які потрібно видалити, і тепер націлені на VEGFR2 для деградації. Накопичення надмірної кількості міді всередині клітини може порушити процеси ангіогенезу.

У ситуаціях, коли основні ферменти міді не можуть бути активовані, а також не можна експортувати надмірну кількість міді, ATP7A буде однією з терапевтичних мішеней, через яку можна впливати на ці процеси.

У цілому результати дослідження означають, що переносник міді ATP7A необхідний для утворення нових кровоносних судин і для відновлення кровотоку при ішемічній хворобі серця. За словами М. Ушіо-Фукаї, важливість ролі міді в процесах ангіогенезу була продемонстрована кілька десятиліть тому — було встановлено, що просте нанесення міді на ендотеліальні клітини стимулює ангіогенез.

Були деякі вказівки на те, що роль міді в ангіогенезі полягає в доставці міді ATP7A до мідьвмісних ферментів, таких як супероксиддисмутаза. Дані, опубліковані в статті, змінюють цю концепцію.

ATP7A виходить з клітинного комплексу Гольджі за таких умов, як наявність великої кількості міді в цитоплазмі, заповнена клітинна вакуоля, яка містить більшу частину її вмісту, включаючи комплекс Гольджі; тканинний дефіцит кисню, що називається гіпоксією та розвивається при захворюваннях серця і периферичних артерій; і вплив інсуліну.

Надлишок міді всередині клітин однозначно завдає шкоди, оскільки вона служить субстратом для енергійного виробництва руйнівних вільних радикалів. Без достатньої роботи ATP7A для підтримки збалансованого рівня міді рівень металу продовжує підвищуватися, у той час як основна активність мідьвмісних ферментів знижується.

Хоча наші клітини природним чином виробляють рецептори міді, ми самі повинні вживати з їжею основні поживні мікроелементи. Продукти з високим вмістом міді — це устриці та інші морепродукти (омари і дрібні молюски), гриби шиїтаке, тофу і соєві боби, солодка картопля, насіння кунжуту і горіхи (кеш’ю і волоські горіхи), а також листова зелень, така як шпинат і капуста.

За матеріалами www.medicalxpress.com