Scripps Research Instituten tutkijat ovat nyt tunnistaneet GPR68-nimisen proteiinin, joka aistii verenkierron ja kertoo pienille verisuonille, joita kutsutaan arterioleiksi, milloin niiden on laajennuttava. Tutkijat uskovat, että lääkkeet, jotka aktivoivat GPR68:n, voisivat jonain päivänä olla hyödyllisiä sairauksien, kuten iskeemisen aivohalvauksen, hoidossa.
”Jo vuosikymmeniä on tiedetty, että verisuonet aistivat veren virtausnopeuden muutoksia, ja tämä tieto on ratkaisevaa verisuonten laajenemisen säätelyssä ja verisuonten sävyn hallinnassa”, sanoo tohtorikoulutettava Ardem Patapoutian, tohtori Ardem Patapoutian, joka on Scrippsin tutkimuslaitoksen tutkimusprofessori, Howard Hughes -lääketieteen laitoksessa työskentelevä tutkija ja Cell-lehdessä julkaistun tutkimuksen vanhempi kirjoittaja.
Virtausvälitteinen laajentuma (flow-mediated dilation, FMD) on ei-invasiivinen kliininen testi, joka kertoo lääkäreille verisuoniston terveydestä. Heikentynyt FMD on monenlaisten verisuonisairauksien, kuten verenpainetaudin ja ateroskleroosin, esiaste.
”Tämän prosessin tärkeydestä huolimatta valtimoissa verenkierron aistimiseen osallistuvat molekyylit ovat jääneet tuntemattomiksi”, Patapoutian sanoo.
Patapoutian ja ensimmäinen kirjoittaja Jie Xu, PhD, joka oli laboratorion postdoctoral fellow ja nyt itsenäinen tutkija Novartisin tutkimussäätiön (GNF) Genomics Institute of the Novartis Research Foundation (GNF) -instituutissa, johtivat hanketta GPR68:n löytämiseksi ja sen toiminnan määrittämiseksi. Ryhmä aloitti suunnittelemalla koneen, joka käyttää nesteen turbulenttista liikettä korvaamaan veren virtausta verisuonissa. Koneessa käytetään 384 mäntää, jotka liikuttavat nestettä ylös ja alas solupohjan yli, joka on sijoitettu 384 kuoppaan levylle. Tämä liike simuloi sitä, miten veri aiheuttaisi painetta soluihin.
Tutkijat laittoivat tämän koneen testaamaan useita solulinjoja, joista joissakin oli mutaatioita, jotka johtivat paineen aistimiseen mahdollisesti liittyvien proteiinien yli-ilmentymiseen. Sen jälkeen tutkijat suorittivat seulan, jossa he tyrmäsivät eri ehdokasgeenien ilmentymisen jokaisessa 384 kuopassa, ja testasivat, tarvitaanko kyseistä geeniä vastaamaan koneen turbulenttiseen paineeseen.
Testit osoittivat tutkijoille GPR68:n, jonka kirjoittajat osoittivat toimivan mekaanisen stimulaation sensorina. Lisäkokeet viittasivat siihen, että GPR68 on välttämätön suu- ja sorkkataudin kannalta. ”Malliorganismissa tämä proteiini on välttämätön verenkierron aistimiselle ja verisuonijärjestelmän moitteettomalle toiminnalle”, Patapoutian sanoo.
Kun valtimot eivät pääse laajenemaan kunnolla, elimistöllä on vähemmän vaihtoehtoja verenpaineen alentamiseen verenpainetautia sairastavilla tai veren saamiseksi tukkeutuneiden verisuonten läpi ateroskleroosin yhteydessä.
”Tulevassa työssä selvitetään GPR68:n roolia kliinisesti merkityksellisissä sydän- ja verisuonitauteihin liittyvissä sairauksissa”, Patapoutian sanoo. ”Tutkimme myös mahdollisuutta käyttää pieniä molekyylejä GPR68:n toiminnan muokkaamiseen, sillä tällaisista molekyyleistä voisi olla hyötyä klinikassa.”