Hjertet regulerer energimetabolismen i hele kroppen

Hjertet kan koordinere kroppens elektriske energimetabolisme, en opdagelse, der kan bidrage til at udvikle mere effektive behandlinger for fedme, type 2-diabetes og hjertesygdomme, ifølge en undersøgelse ledet af forskere ved UT Southwestern Medical Center.

Ved hjælp af mus fodret med en fedtrig kost fandt forskerne, at målretning af en specifik hjertegenetisk signalvej kunne forhindre fedme og beskytte dyrene mod de risikable ændringer i blodsukkerniveauet, der er karakteristiske for type 2-diabetes.

" Fedme, diabetes og koronar hjertesygdom er væsentlige årsager til død og invaliditet, og alle disse sygdomme er metabolisk relaterede. Denne undersøgelse er den første demonstration af, at hjertet kan regulere systemisk metabolisme, hvilket vi mener åbner op for et nyt forskningsområde," sagde seniorforfatter Eric Olson, ph.d., direktør for molekylærvidenskab ved UT Southwestern, om artiklen offentliggjort i tidsskriftet Cell.

Undersøgelsen blev udført på genetisk modificerede mus, der fik et testlægemiddel, der påvirkede niveauet af to regulatoriske molekyler i hjertemusklen. Forskerne fandt ud af, at MED13, en nøglekomponent i en af de genetiske veje i hjerteceller – kardiomyocytter – regulerer stofskiftet i hele dyrets krop, mens et hjertespecifikt mikroRNA – miR-208a – undertrykker MED13-aktivitet.

Mus med forhøjede niveauer af MED13, enten genetisk eller farmakologisk, viste ingen tegn på fedme og viste øget energiforbrug. I modsætning hertil var mus, der var genetisk modificeret til at mangle MED13 i deres hjerteceller, meget modtagelige for fedme forårsaget af en fedtrig kost. De havde også nedsat blodglukosemetabolisme og andre ændringer, der er karakteristiske for metabolisk syndrom, som er forbundet med koronar hjertesygdom, hjerteanfald og type 2-diabetes.

MikroRNA'er er små fragmenter af genetisk materiale, der i starten forekom forskere at være et uinteressant mål for forskning, fordi de i modsætning til lange RNA-kæder ikke koder for proteiner. Gener, der koder for mikroRNA'er, blev længe betragtet som såkaldt "junk"-DNA. I de senere år er disse molekyler dog blevet anerkendt som de vigtigste regulatorer af mange sygdomme og stressreaktioner, der udvikler sig i forskellige væv. Omkring 500 mikroRNA'er er allerede blevet identificeret.

"For et par år siden fokuserede vores biolaboratorium på dette hjertespecifikke mikroRNA, miR-208a, og arbejdede derefter sammen med en bioteknologisk virksomhed for at skabe et produkt, der hæmmer det. Da vi testede dets virkninger, fandt vi ud af, at vores småbrødre, der fik denne hæmmer, var mere modstandsdygtige over for fedtholdige kostvaner og ikke viste symptomer på andre sygdomme," forklarer Dr. Olson. (Dr. Olson er en af fem medstiftere af miRagen Therapeutics Inc., et bioteknologisk firma med base i Colorado, hvor UT Southwestern Medical Center har en aktiepost.)

Hvordan dette hjertespecifikke mikroRNA interagerer med forskellige celler i kroppen er stadig ukendt og vil være genstand for fremtidig forskning.