Белки – молекулярные машины клеток, в которых они выполняют ряд функций. Они произведены клетками на основе проектов, сохраненных в их ДНК. Изменения, происходящие в ДНК или уровне белка, могут привести к беспорядкам. Для таких изменений, которые будут признаны первопричинами болезни сердца, важно знать точно, какие белки присутствуют в здоровом сердце и в какой количества.
Карта белка сердцаПервое такой атлас белка сердца было недавно издано в «Коммуникациях Природы» исследовательской группой из Мюнхена. Ученые определили профиль белка клеток во всех областях сердца, таких как сердечные клапаны, сердечные палаты и главные кровеносные сосуды. Кроме того, они исследовали состав белка в трех различных типах клетки сердца: сердечные фибробласты, клетки гладкой мускулатуры и эндотелиальные клетки.
Таким образом исследователи смогли нанести на карту распределение белков в различных областях сердца. Используя масс-спектрометрию, они определили почти 11 000 различных белков всюду по сердцу.Предыдущие исследования сосредоточились по большей части только на отдельных типах клетки, или они использовали ткань от больных сердец. «У этого подхода есть две проблемы», говорят София Долл MPIB и ведущий автор исследования. «Сначала, результаты не дали полную картину сердца через все его регионы и тканей; и во-вторых, сравнительные данные по здоровым сердцам часто отсутствовали.
Наше исследование устранило обе проблемы. Теперь данные могут использоваться в качестве ссылки для будущих исследований».«Смотря на атлас белка человеческого сердца, Вы видите, что все здоровые сердца работают очень похожим способом. Мы измерили подобные составы белка во всех регионах с немногими различиями между ними», говорит София Долл.
Мы были также удивлены найти, что правые и левые половины сердца подобны, несмотря на наличие очень отличающихся функций: правильная половина насосов бедная кислородом кровь к легким, в то время как левая половина насосов богатая кислородом кровь от легких до тела.Больной против здорового: идентификация различийВ следующем шаге команда хотела проверить, могли ли бы данные из здоровых сердец служить контролем для обнаружения изменений в больных сердцах.
Они сравнили свои ценности с сердечными протеомами пациентов с мерцательной аритмией, очень общим заболеванием ритма сердца. Результаты действительно дали начальные представления относительно причины болезни.
Ткань больных сердец наиболее отличалась в белках, ответственных за поставку энергии к клеткам.Сравнение обеспечило еще одно интересное открытие: Хотя белки, вовлеченные в энергетический метаболизм, были изменены во всех пациентах, те изменения отличались между людьми. «Эти результаты показывают нам, как важная персонализированная медицина. Хотя у всех пациентов были очень похожие признаки, мы видим от данных, что различная молекулярная дисфункция была ответственна в каждом случае. Мы должны учиться признавать и рассматривать такие индивидуальные различия – особенно в сердечной медицине», говорит Дополнение Обучающий профессор доктор Маркус Крэйн, Заместитель директора Отдела Сердечно-сосудистой Хирургии немецкого кардиологического центра Мюнхен в ЖИВОТЕ.
Почти 11 000 белков меньше чем за два дняВместе с его коллегами в Отделе Сердечно-сосудистой Хирургии (директор: профессор Рудиджер Лэнг), Маркус Крэйн собрал больше чем 150 образцов ткани из-за 60 сердечных операций и судебные образцы.
Используя тщательно продуманные методы клеточной культуры, они смогли извлечь различные типы клетки от них. Эта большая сумма сердечного материала была решающим фактором для изучения отдельных сердечных регионов так точно. Профессор Мэттиас Манн, глава Proteomics and Signal Transduction Group в MPIB и его команды выполнил обширные массовые спектральные измерения. Благодаря достижениям в масс-спектрометрии и типовой обработке, исследователи освещают путь к персонализированной медицине.
Команда в MPIB придает большое значение точным, повторяемым и быстрым аналитическим методам. Они улучшили имеющую размеры технику до такой степени, что весь сердечный регион может теперь быть определен меньше чем через два дня – дважды с такой скоростью, как прежде.
Это крайне важно, специально для потенциального использования на пациентах.