Lizozomii, „centrele de reciclare” ale celulei, au un rol în controlul ritmului cardiac
Cercetătorii de la Universitatea din Liverpool și Universitatea Oxford, împreună cu colaboratori naționali și internaționali, au descoperit că lizozomii, structuri cunoscute în primul rând ca centre de reciclare ale celulei, contribuie și la reglarea ritmului natural al inimii. Studiul, publicat în revista Cardiovascular Research, arată că lizozomii acționează ca centre de semnalizare în celulele cardiace, ajutând pacemakerul natural al inimii să răspundă atunci când inima trebuie să bată mai rapid.
Anterior, alte studii arătaseră că lizozomii pot influența semnalizarea calciului în celulele inimii, însă rolul lor în controlul pacemakerului cardiac și al frecvenței cardiace nu fusese investigat până acum. Pentru a explora acest aspect, cercetătorii au combinat studii pe animale cu experimente pe celule cardiace umane cultivate în laborator și pe țesut cardiac uman. Observațiile pe șoareci, cobai, șobolani și capre i-au ajutat să analizeze modul în care semnalizarea lizozomală contribuie la funcția inimii în țesuturi sănătoase și bolnave.
Echipa a constatat că lizozomii comunică printr-o cale de semnalizare necunoscută anterior, care implică cAMP, una dintre moleculele-cheie implicate în accelerarea frecvenței cardiace. Componente ale acestei căi par să fie modificate în fibrilația atrială. Potrivit profesoarei Rebecca-Ann Burton, de la Departamentul de Farmacologie și Terapeutică al Universității din Liverpool și autoare principală a studiului, rezultatele dezvăluie o legătură nerecunoscută până acum între semnalizarea calciului din lizozomi și căile care reglează pacemakerul natural al inimii.
Studiul este primul care arată că semnalizarea calciului din lizozomi poate declanșa producția de cAMP în celulele cardiace, nu doar amplifica semnalele de calciu existente, și primul care demonstrează un rol specific al acestei căi în generarea ritmului cardiac. Cercetătorii au identificat două proteine, CaMKII și AC1, ca posibile componente ale acestei căi. AC1 a fost localizată în apropierea lizozomilor din celulele cardiace, ceea ce sugerează că semnalele de calciu provenite din lizozomi pot fi transmise rapid către sistemele celulare care ajută la controlul ritmului inimii.
Echipa a investigat și rolul lizozomilor în fibrilația atrială, cea mai frecventă aritmie cardiacă. Lizozomii s-au dovedit a fi mai mari atât în modelele animale, cât și în probele de țesut uman, și au prezentat relații spațiale modificate cu alte structuri celulare comparativ cu țesutul de control cu ritm sinusal. De asemenea, cercetătorii au identificat modificări ale proteinelor legate de funcția lizozomală și de autofagie, procesul celular responsabil de descompunerea și reciclarea componentelor deteriorate.
Profesorul Niels Voigt, clinician-om de știință la Facultatea de Medicină din Mannheim a Universității din Heidelberg și autor al studiului, a declarat că țintirea semnalizării lizozomale ar putea deschide o cale complet nouă pentru dezvoltarea de tratamente pentru această afecțiune frecventă. Profesorul Antony Galione, de la Departamentul de Farmacologie al Universității Oxford și autor al studiului, a adăugat că cercetarea identifică un alt rol specific al eliberării de calciu din lizozomi, subliniind modul în care aceste mici organite pot furniza semnale de calciu foarte localizate pentru a regla selectiv procese celulare esențiale.
În ansamblu, rezultatele sugerează că fibrilația atrială este asociată cu remodelare structurală în celulele mușchiului cardiac atrial, inclusiv cu modificări ale domeniilor de semnalizare intracelulară și ale organizării organitelor. Sunt necesare studii suplimentare pentru a determina modul în care aceste alterări contribuie la dezvoltarea sau progresia bolii.
