Подобно тому, как глыбки белка образуются в головном мозге людей с некоторыми нейродегенративными болезнями, тами как болезни Алцгеймера и Паркинсона, глыбки белка, по-видимому, возникают и накапливаются в больном сердце мышей и людей с сердечной недостаточностью.

Исследователи установили, что в больных сердцах образуются белки, которые стремятся формировать глыбки и обнаружили их в сердце, используя неинвазивную positron emission tomography (PET).

Сердечная недостаточность является хроническим состоянием, при котором сердце не может заполняться или прокачивать кровь и это приводит к переутомлению. Около 5.7 миллионов людей с США имеют сердечную недостаточность и примерно половина из них погибает в течение 5 лет после постановки диагноза.

"C молекулярной точки зрения не существует унифицированного и четкого механизма, c помощью которого развивается сердечная недостаточность," говорит Giulio Agnetti.

Современные лекарства, используемые для леченния сердечной недостаточности -- такие как те, что понижают кровяное давление путем расслабления кровеносных сосудов -- оказывают стрессовое воздействие на сердце и симптомы, ассоциированные с сердечной недостаточностью усиливающей подлежащие причины. Как только сердце оказывается неспособным качать кровь, то единственным лечением в конечном итоге является трансплантация сердца.

Предыдущее исследованияе этой команды 2014 года показало, что белок desmin накапливается в глыбках, называемых амилоидными, в сердце собак с сердечной недостаточностью. Desmin является белком, обнаруживаемым в клеточном "скелете," или поддерживающих структурах, известных как промежуточные филаменты.

Чтобы посмотреть, действительно ли глыбки из белка десмина накапливаются у людей с сердечной недостаточностью, исследователи изучали биоптаты сердечной ткани в присутствии и отсутствии сердечной недостаточности. Они использовали флуоресцентные тела, обычно используемые при болезни Алцгеймера иновую флуоресцентную окраску на амилоид, разработанную Agnetti, чтобы сделать видимыми и оценить количественно глыбки из белка десмина. Они наблюдаели вдвое больше десминовых глыбок у пациентов с сердечной недостаточностью, чем в норме.

Исследователи использовали обычно мышей, моделирующих сердечную недостаточность. В аорте модельных мышей хирургически вызывали сужение, в результате чего повышалось кровяное давление и возникала сердечная недостаточность. Спустя 4 недели у таких мышей развивались симптомы сердечноой недостаточности, такие как увеличенное сердце и закупорки в лёгких. Desmin амилоид удваивался при сердечной недостаточности у мышей.

Затем исследователи воздействовали на белки из сердца мышей epigallocatechin gallate (EGCG) -- химическое соединение из зеленого чая, разрушающее амилоид. Воздействие снижало наполовину количество белковых глыбок.

"Интересно, что зеленый чай уже был известен, как понижающий показатель середчно-сосуджистых болезней, а также улучшающий когнитивные нарушения при болезни Алцгеймера, посредством механизма с неизвестным действием," сказал Agnetti. "Способность EGCG's 'de-clump' эти липкие белки может быть одним из оздоравливающих эффектов зеленого чая . Понимание, как это химическое соединение работает, может открыь путь для целенаправленного воздействия на белковые глыбки."

Затем исследователи попытались определить форму десина, обнаруживающего тенденцию формировать глыбки. Они полагали, что одна или более химических фосфатных групп, добавляемых к 27th или 31st строительным блокам в десминовом белке могут объяснить как формируются белковые глыбки. Они генетически преобразовали версии десмина с отсутствием, одной или двумя фосфатными группами, прикрепленными к десмину, метя его сигналом с зеленой флуоресценцией, чтобы сделать их видимыми и внося их в сердце c помощью вирусов.

Спустя неделю, используя микроскоп для отслеживания зеленого свечения, клетки, несущие десмин с двумя фосфатными группами всё ещё светились и эта фрма десмина оказывалась включенноей в мышечные волокна. Следовательно, десмин с двумя фосфатными группами, скорее всего, является нормальной и здоровой версией белка.

Клетки, несущие десмин с одиночным фосфатом в позиции 31st белковой цепочки, сокращались быстрее и имели больше зеленых глыбок, это привело к выводу, что он ведет себя как болезненная версия белка.

Agnetti полагает, что может быть использован PET, для идентификации белковых глыбок в головном мозге пациентов с болезнью Алцгеймера и Паркинсона при определенных генетических заболеваниях сердца, вызывающих образование белковых глыбок. Исследователи проверяли, можно ли использовать не детекции десминовых глыбок у мышей с сердечной недостаточностью. Здоровым и с сердечной недостаточностью мышам вводили Amyvid, радиоактивную карску, которая позволяет видеть белковые глыбки c помощью PET. Мыши с сердечной недостаточностью обнаруживали на 13% больше Amyvid в своих сердцах, чем здоровые мыши.

"Получение PET изображения белковых глыбок могут быть использованы у пациентов для идентификации структурных изменений в сердце при прогрессирующей болезни и имеет прогностическое значение," говорит Peter Rainer. "Это может быть использовано для измерения эффекта от вмешательства для остановки или реверсии болезни."

В будущих экспериментах ученые планируют подтвердить свои результаты на выборках тканей человека. Исследователи надеются идентифицировать лекарство или малую молекулу, чтобы предупреждать десмин от образования глыбок.

Agnetti заявляет, "Я полагают следующей ступенью станет изучение белков динамически модифицирующихся в ответ на внешние условия, что поможет предцпреждать болезни. Природные соединения, подобные EGCG из зеленого чая и модифицированные пищевые вмешательства будут играть роль в поддержании здоровья."