Naukowcy z The Scripps Research Institute zidentyfikowali białko o nazwie GPR68, które wyczuwa przepływ krwi i mówi małym naczyniom krwionośnym zwanym tętniczkami, kiedy mają się rozszerzyć. Naukowcy uważają, że leki aktywujące GPR68 mogą pewnego dnia być przydatne w leczeniu schorzeń, w tym niedokrwiennego udaru mózgu.
„Od dziesięcioleci wiadomo, że naczynia krwionośne wyczuwają zmiany w szybkości przepływu krwi, a ta informacja jest kluczowa w regulowaniu rozszerzenia naczyń krwionośnych i kontrolowaniu tonu naczyniowego” – mówi dr Ardem Patapoutian, profesor Scripps Research, badacz Howard Hughes Medical Institute i starszy autor badania opublikowanego dziś w czasopiśmie Cell.
Indywidualnie, przepływ-pośrednie rozszerzenie (FMD) jest nieinwazyjnym testem klinicznym , który informuje lekarzy o zdrowiu systemu naczyniowego. Uszkodzone FMD jest prekursorem szerokiego wachlarza chorób naczyniowych, takich jak nadciśnienie i miażdżyca.
„Pomimo znaczenia tego procesu, cząsteczki zaangażowane w tętnicach w celu wyczucia przepływu krwi pozostały nieznane,” mówi Patapoutian.
Patapoutian i pierwszy autor, Jie Xu, PhD, pracownik podoktorski w laboratorium, a obecnie niezależny naukowiec w Instytucie Genomiki Fundacji Badawczej Novartis (GNF), prowadzili projekt mający na celu znalezienie GPR68 i określenie sposobu jego działania. Zespół rozpoczął od zaprojektowania maszyny, która wykorzystuje turbulentny ruch cieczy do zastąpienia przepływu krwi w naczyniach krwionośnych. Maszyna ta wykorzystuje 384 tłoki, które poruszają płynem w górę i w dół nad złożem komórek, umieszczonych w 384 studzienkach na płytce. Ruch ten symuluje, jak krew wywiera nacisk na te komórki.
Badacze postawili tę maszynę do pracy testując serię linii komórkowych, z których niektóre miały mutacje prowadzące do nadekspresji białek potencjalnie związanych z wyczuwaniem ciśnienia. Następnie badacze przeprowadzili screen, obniżając ekspresję różnych genów kandydujących w każdym z 384 dołków i sprawdzili, czy dany gen jest wymagany do reagowania na turbulentne ciśnienie maszyny.
Testy wskazały badaczom na GPR68, który, jak wykazali autorzy, działa jako czujnik stymulacji mechanicznej. Dalsze eksperymenty sugerowały, że GPR68 jest niezbędny dla FMD. „W modelowym organizmie, to białko jest niezbędne do odczuwania przepływu krwi i prawidłowego funkcjonowania układu naczyniowego”, mówi Patapoutian.
Gdy tętniczki nie mogą się prawidłowo rozszerzyć, organizm ma mniej opcji do obniżenia ciśnienia krwi u osób z nadciśnieniem lub przedostania się krwi przez zatkane naczynia w przypadku miażdżycy.
„Przyszłe prace będą badać rolę GPR68 w klinicznie istotnych chorobach układu sercowo-naczyniowego”, mówi Patapoutian. „Badamy również możliwość wykorzystania małych cząsteczek do modulowania funkcji GPR68, ponieważ takie cząsteczki mogłyby być korzystne w klinice.”
.