Tech / Nauka
Tomasz Wiśniewski
Redaktor technologiczny. Interesuje się sztuczną inteligencją, startupami i nowymi mediami, a także odkryciami naukowymi. Wielbiciel science fiction i gier planszowych.
Statyny należą do najważniejszych leków w zapobieganiu chorobom sercowo-naczyniowym. Obniżając poziom cholesterolu, pomogły uratować miliony istnień i zmniejszyć ryzyko zawałów serca oraz udarów. Czasem jednak ich działanie wiąże się z niepożądanymi skutkami. U części pacjentów pojawia się ból lub osłabienie mięśni, a u niewielkiej grupy dochodzi do poważnego rozpadu mięśni, który może doprowadzić nawet do niewydolności nerek.
Naukowcy z University of British Columbia (UBC), we współpracy z kolegami z University of Wisconsin-Madison, opisali mechanizm molekularny, który pomaga wyjaśnić te powikłania. Wyniki opublikowano w czasopiśmie „Nature Communications”. Zdaniem badaczy mogą one wskazać drogę do projektowania bezpieczniejszych statyn, które zachowają zdolność obniżania cholesterolu, a jednocześnie będą mniej szkodzić mięśniom.
Aby zajrzeć do wnętrza komórek mięśniowych, zespół wykorzystał kriomikroskopię elektronową, metodę obrazowania pozwalającą badać struktury białek w ogromnym powiększeniu. Badania skupiły się na receptorze rianodynowym (RyR1), białku regulującym przepływ wapnia w komórkach mięśni. W normalnych warunkach działa on jak kontrolowana brama, która uwalnia wapń, gdy mięsień musi się skurczyć. Statyny zaburzają ten proces, przytrzymując kanał otwarty. Wapń nieustannie wydostaje się więc do miejsc, w których powinien być ściśle regulowany, co może uszkadzać tkankę mięśniową.
– Widzieliśmy niemal atom po atomie, jak statyny przyczepiają się do tego kanału – powiedział dr Steven Molinarolo, pierwszy autor pracy, badacz z Katedry Biochemii i Biologii Molekularnej UBC. – Ten wyciek wapnia wyjaśnia, dlaczego część pacjentów odczuwa ból mięśni, a w skrajnych przypadkach dochodzi do zagrażających życiu powikłań.
Badacze skupili się na atorwastatynie, jednym z najczęściej przepisywanych leków obniżających cholesterol. Choć analiza dotyczyła głównie tej substancji, wyniki sugerują, że podobne interakcje mogą występować również w przypadku innych leków z rodziny statyn.
Jednym z najbardziej zaskakujących odkryć był sposób, w jaki cząsteczki statyn wiążą się z kanałem wapniowym. Zamiast działać pojedynczo, trzy cząsteczki zajmują specjalną kieszeń wewnątrz białka. Pierwsza przyłącza się, gdy kanał jest zamknięty, zwiększając prawdopodobieństwo jego otwarcia. Dwie kolejne wchodzą do kieszeni i utrzymują kanał otwarty, dzięki czemu wapń wciąż wycieka.
– To pierwszy raz, gdy mamy jasny obraz tego, jak statyny aktywują ten kanał – powiedział dr Filip Van Petegem, starszy autor badania i profesor w Life Sciences Institute na UBC. – To duży krok naprzód, bo daje nam mapę drogową do projektowania statyn, które nie wchodzą w interakcje z tkanką mięśniową.
Wiedza ta może pozwolić twórcom leków rozwiązać problem u samego źródła. Modyfikując konkretne cechy cząsteczek statyn, które oddziałują z białkami mięśni, naukowcy mogliby ograniczyć niepożądane skutki, nie tracąc zdolności leków do kontrolowania cholesterolu.