Transporter miedzi może pomóc w leczeniu chorób układu krążenia

Transportujące miedź białko ATP7A, które umożliwia nam wykorzystanie miedzi spożywanej w pokarmach pełni również kluczową rolę w ochronie receptora, który umożliwia wzrost nowych naczyń krwionośnych – informuje pismo „Nature Communications”.

Odkrycia naukowców z Medical College of Georgia at Augusta University (USA) wskazują na ATP7A jako potencjalny nowy cel terapeutyczny w leczeniu chorób sercowo-naczyniowych, takich jak zawał serca, choroba tętnic obwodowych i udar.

– Nasz artykuł mówi o nowo odkrytej funkcji ATP7A – mówi dr Masuko Ushio-Fukai, biolog naczyniowy z Centrum Biologii Naczyniowej MCG. – Pokazuje, że ATP7A bezpośrednio wiąże się z receptorem czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego, zwanym VEGFR2, aby go stabilizować, regulować sam receptor. Chodzi o receptor, który umożliwia nam wytwarzanie nowych naczyń krwionośnych w procesie zwanym angiogenezą.

Wcześniejsze badania wykazały, że w chorobach takich jak cukrzyca (która jest ważnym czynnikiem ryzyka chorób sercowo-naczyniowych) ekspresja ATP7A spada, degradacja VEGFR2 wzrasta, a równowaga miedzi zostaje utracona, co może być przyczyną wielu problemów – w tym zawału serca i zaburzonego gojenia się ran. Dlatego naukowcy z Georgii przypuszczali, że może istnieć bezpośredni związek między ATP7A a receptorem VEGF.

– Komórki śródbłonka wyściełają nasze naczynia krwionośne, a VEGF stymuluje namnażanie i ruch tych komórek, co stanowi podstawę dla budowy nowych naczyń krwionośnych. Receptory VEGF na komórkach śródbłonka są punktem wyjścia do angiogenezy – wyjaśnił dr Tohru Fukai, biolog naczyniowy i kardiolog w VBC.

U zdrowych ludzi angiogeneza zachodzi w pewnym stopniu przez całe życie, ale w przypadku chorób takich jak cukrzyca, kiedy ta zdolność jest najbardziej potrzebna, ulega ona osłabieniu. Poziom ATP7A w naturalny sposób zaczyna spadać w okresie starzenia.

Autorzy prowadzą dalsze badania, aby zidentyfikować leki, które mogłyby podnieść i ustabilizować poziom ATP7A, a w konsekwencji – receptor VEGF.

Od dawna wiadomo, że będąca niezbędnym mikroskładnikiem odżywczym miedź pobudza wzrost nowych naczyń krwionośnych. Jej usunięcie zmniejsza wzrost guza w modelach zwierzęcych, a stężenie miedzi wzrasta w tkankach tworzących się nowych naczyń krwionośnych.

ATP7A zazwyczaj znajduje się w aparacie Golgiego – odpowiedniku stacji rozdzielczej wewnątrz komórki, która wysyła nowe białka tam, gdzie są potrzebne. Dostarcza miedź do enzymów, które potrzebują tego mikroelementu do aktywacji i działania. Przykładem takiego enzymu może być dysmutaza ponadtlenkowa, która rozkłada szkodliwe substancje odgrywające kluczową rolę w przypadku chorób sercowo-naczyniowych i cukrzycy, a także oksydaza lizylowa, która ma kluczowe znaczenie dla wytwarzania tkanki łącznej w ciele i niezbędna dla zdrowia kości czy włosów.

Gdy w komórkach akumuluje się zbyt dużo miedzi, ATP7A również ma za zadanie usunąć nadmiar, ponieważ zarówno za dużo, jak i za mało miedzi szkodzi.

Teraz naukowcy z MCG wykazali, że VEGF wyciąga ATP7A z sieci trans aparatu Golgiego do błony komórkowej, gdzie wiąże się i stabilizuje receptor VEGF. Wykazali również, że utrata ATP7A w komórkach śródbłonka sprzyja tworzeniu autofagosomów, które niszczą VEGFR2. Nadmiar miedzi, który zaczyna gromadzić się wewnątrz komórki, może dodatkowo utrudniać angiogenezę.

– Niezbędne enzymy miedzi nie mogą być aktywowane, a nadmierne ilości miedzi nie mogą być eksportowane – mówi Fukai. – ATP7A byłby jednym z celów terapeutycznych, które pomogą to naprawić.

Jak wskazują autorzy, ich odkrycie oznacza, że transporter miedzi ATP7A jest niezbędny do tworzenia nowych naczyń krwionośnych i przywracania przepływu krwi w chorobie niedokrwiennej układu krążenia.

Warunki, które mogą spowodować, że ATP7A wydostanie się z sieci trans aparatu Golgiego, to sygnały, takie jak obecność dużej ilości miedzi w cytoplazmie, niedobór tlenu (jak to ma miejsce w chorobie serca i tętnic obwodowych) oraz działanie insuliny.

Pokarmy bogate w miedź obejmują to na przykład ostrygi i inne małże, skorupiaki, takie jak homary, grzyby shitake, tofu i soja, słodkie ziemniaki, nasiona sezamu i orzechy, takie jak orzechy nerkowca i włoskie, a także zielone warzywa liściaste, jak szpinak i jarmuż. (PAP)

Paweł Wernicki, fot. pixabay.com

Data publikacji: 21.07.2021 r.