Nu har forskere ved Scripps Research Institute identificeret et protein, kaldet GPR68, der registrerer blodgennemstrømningen og fortæller små blodkar kaldet arterioler, hvornår de skal udvide sig. Forskerne mener, at medicin, der aktiverer GPR68, en dag kunne være nyttig til behandling af medicinske tilstande, herunder iskæmisk slagtilfælde.

“Det har været kendt i årtier, at blodkarrene fornemmer ændringer i blodgennemstrømningshastigheden, og denne information er afgørende for at regulere blodkarrenes udvidelse og kontrollere den vaskulære tone”, siger Ardem Patapoutian, PhD, professor ved Scripps Research, Howard Hughes Medical Institute investigator og seniorforfatter af undersøgelsen, der i dag er offentliggjort i tidsskriftet Cell.

Den flowmedierede dilatation (FMD) er en ikke-invasiv klinisk test, der informerer lægerne om karsystemets sundhed. En kompromitteret FMD er en forløber for en lang række vaskulære sygdomme såsom forhøjet blodtryk og åreforkalkning.

“På trods af vigtigheden af denne proces har de molekyler, der er involveret i arterierne for at mærke blodgennemstrømningen, været ukendte”, siger Patapoutian.

Patapoutian og førsteforfatter Jie Xu, ph.d., der var postdoc i laboratoriet og nu er uafhængig forsker ved Genomics Institute of the Novartis Research Foundation (GNF), ledede projektet for at finde GPR68 og bestemme, hvordan det fungerer. Holdet startede med at designe en maskine, der bruger turbulente bevægelser af væske til at erstatte blodstrømmen i blodkarrene. Denne maskine anvender 384 stempler, der bevæger væsken op og ned over et leje af celler, der er placeret i 384 brønde på en plade. Denne bevægelse simulerer, hvordan blodet ville lægge pres på disse celler.

Forskerne satte denne maskine i gang med at teste en række cellelinjer, hvoraf nogle havde mutationer, der førte til en overekspression af proteiner, der potentielt er forbundet med tryksansning. Forskerne foretog derefter en screening, hvor de slog ekspressionen af forskellige kandidatgener ned i hver af de 384 brønde og testede, om det pågældende gen er nødvendigt for at reagere på maskinens turbulente tryk.

Testene pegede forskerne på GPR68, som forfatterne viste fungerer som en sensor for mekanisk stimulering. Yderligere eksperimenter tydede på, at GPR68 er afgørende for mund- og klovsyge. “I en modelorganisme er dette protein afgørende for at registrere blodgennemstrømningen og for, at det vaskulære system fungerer korrekt,” siger Patapoutian.

Når arterioler ikke kan udvides korrekt, har kroppen færre muligheder for at sænke blodtrykket hos personer med forhøjet blodtryk eller få blodet gennem tilstoppede kar i tilfælde af åreforkalkning.

“Fremtidigt arbejde vil undersøge GPR68’s rolle i klinisk relevante kardiovaskulære sygdomme,” siger Patapoutian. “Vi undersøger også muligheden for at bruge små molekyler til at modulere GPR68’s funktion, da sådanne molekyler kunne være gavnlige i klinikken.”