Un comune farmaco contro l'acne potrebbe prevenire l'indurimento delle arterie
Il deposito di calcio, o calcificazione, aiuta a indurire i tessuti del corpo. L'indurimento dei tessuti è essenziale per uno sviluppo osseo sano, ma può causare problemi di salute quando si verifica nelle arterie.
Le arterie rigide o dure impediscono il flusso di sangue nutriente ai tessuti e agli organi. Ciò può aumentare il rischio di malattie cardiovascolari, come ipertensione, infarto e ictus. Può anche aumentare il rischio di demenza e altre malattie legate all'età.
Ora, gli scienziati dell'Università di Cambridge e del King's College di Londra, entrambi nel Regno Unito, hanno svelato i cambiamenti chimici che causano l'indurimento delle arterie.
Un recente Rapporti sulle celle il documento fornisce un resoconto completo dei risultati.
Lo studio è incentrato su una molecola chiamata PAR, che è l'abbreviazione di poli (ADP-ribosio). I ricercatori hanno scoperto che il PAR potrebbe formare "goccioline liquide dense con ioni calcio", che poi cristallizzano quando si combinano con i tessuti elastici nelle pareti delle arterie.
Prima della scoperta, gli scienziati pensavano che PAR avesse solo un ruolo nella riparazione del DNA. Le nuove scoperte rivelano che promuove anche la calcificazione nelle arterie.
I ricercatori hanno anche scoperto che l'antibiotico minociclina può prevenire l'indurimento delle arterie bloccando la calcificazione innescata da PAR.
Il trattamento, che hanno testato su colture cellulari e ratti, non sembra influenzare le ossa.
La minociclina è un farmaco esistente con molti usi. I medici lo prescrivono tipicamente per curare l'acne.
Calcificazione e indurimento delle arterie
"L'indurimento delle arterie accade a tutti con l'avanzare dell'età", afferma Melinda J. Duer, professore presso il Dipartimento di Chimica dell'Università di Cambridge, "ed è accelerato nei pazienti in dialisi, dove anche i bambini sviluppano arterie calcificate".
"Ma fino ad ora non sapevamo cosa controlla questo processo e quindi come trattarlo", aggiunge.
Duer ha co-condotto lo studio con Catherine M. Shanahan, professoressa di segnalazione cellulare al King's College di Londra. Studiano la calcificazione delle arterie da più di 10 anni.
La British Heart Foundation (BHF) e Cycle Pharmaceuticals, una società di Cambridge, stanno finanziando la loro ricerca.
Nel loro documento di studio, gli autori spiegano che la calcificazione che indurisce le arterie si verifica comunemente in due siti nel vaso sanguigno. Un sito è l'intima, o il tessuto che riveste la parete dei vasi sanguigni. La calcificazione in questo sito si verifica come parte dell'aterosclerosi.
L'altro sito in cui si verifica l'indurimento dell'arteria è nel mezzo o nel tessuto all'interno della parete dei vasi sanguigni. L'indurimento del supporto di solito avviene durante l'invecchiamento.
Shanahan spiega che per questo particolare studio volevano scoprire cosa innesca la calcificazione, che assume la forma di cristalli di fosfato di calcio.
Erano particolarmente interessati a scoprire perché i depositi sembrano concentrarsi "attorno al collagene e all'elastina, che costituiscono gran parte della parete arteriosa".
In un lavoro precedente, i team avevano scoperto che PAR, che esegue la riparazione del DNA all'interno delle cellule, può anche operare al di fuori delle cellule come motore della produzione di tessuto osseo.
Questa scoperta li ha portati a chiedersi se PAR possa avere un ruolo anche nella calcificazione di altri tessuti.
Inoltre, quando le cellule subiscono stress ossidativo e danno al DNA, esprimono due enzimi che producono PAR - PARP1 e PARP2. Gli scienziati hanno spesso visto che lo stress ossidativo e il danno al DNA possono accompagnare la calcificazione nelle ossa e nei vasi sanguigni.
Le cellule esportano PAR sotto stress
Per il nuovo studio, i ricercatori hanno utilizzato "metodi ultrastrutturali" per vedere cosa succede a livello molecolare quando le cellule si stressano.
Hanno scoperto che quando le cellule muoiono per lo stress ossidativo, esportano PAR. Poiché il PAR ha una forte affinità con gli ioni calcio, una volta che è fuori dalla cellula, si attacca saldamente al calcio piuttosto che ad altri minerali.
Questo processo produce grandi goccioline di calcio che si attaccano al collagene e all'elastina, i materiali nelle pareti delle arterie che conferiscono ai vasi la loro elasticità. Quando le goccioline si attaccano ai materiali elastici, si solidificano in cristalli, riducendo l'elasticità e irrigidendo le arterie.
Duer dice che all'inizio hanno fatto questa scoperta per caso e poi l'hanno perseguita. "Non avremmo mai previsto che fosse causato da PAR", osserva.
Dopo aver stabilito il ruolo del PAR nella calcificazione delle arterie, i team sono quindi andati alla ricerca di un modo per fermarlo. La soluzione più ovvia era cercare un inibitore di PARP, che è una molecola che blocca la produzione di PAR bloccando uno degli enzimi che lo sintetizza.
Hanno deciso di cercare un inibitore della PARP tra i farmaci che erano già stati sperimentati sugli esseri umani in quanto ciò avrebbe ridotto i tempi di sviluppo per il suo utilizzo come trattamento per prevenire le arterie rigide.
La minociclina ha interrotto l'indurimento delle arterie nei ratti
Con l'aiuto di Cycle Pharmaceuticals, i ricercatori hanno identificato e testato sei molecole che soddisfano i loro criteri. Uno di questi, la minociclina, si è dimostrato molto efficace nell'impedire che le arterie si irrigidiscano nei ratti con malattia renale a lungo termine.
Il team spera di condurre prove umane del trattamento entro i prossimi 2 anni.
Il professor Jeremy Pearson, direttore medico associato presso BHF, afferma che i ricercatori hanno rivelato il meccanismo alla base della calcificazione delle arterie e hanno anche mostrato come differisce dalla calcificazione ossea.
"In questo modo, aggiunge," sono stati in grado di identificare un potenziale trattamento per ridurre la calcificazione dei vasi sanguigni senza effetti negativi sulle ossa ".
"Questo tipo di trattamento gioverebbe a molte persone e attendiamo con impazienza i risultati degli studi clinici previsti per verificare se questo farmaco è all'altezza delle sue promesse iniziali".
Prof. Jeremy Pearson
