Oddziaływania molekularne podczas rozwoju serca
Jony wapnia (Ca2+) mają istotny wpływ na funkcjonowanie serca – od współzależności między pobudzeniem a skurczem po regulację wydzielania hormonów i ekspresji genów. Wyjaśnienie wzajemnych oddziaływań pomiędzy głównymi szlakami sygnałowymi i bodźcami elektrochemicznymi podczas embriogenezy ma ogromne znaczenie dla zrozumienia prawidłowego i patologicznego rozwoju serca. W ramach finansowanego z funduszy unijnych projektu WNT/CALCIUM IN HEART skupiono się na głównym morfogenetycznym szlaku sygnalizacyjnym Wnt i jego oddziaływaniach z sygnalizacją Ca2+ podczas rozwoju organizmu. Wcześniejsze badania wykazały, że niekanoniczny szlak sygnałowy Wnt11 kształtuje międzykomórkowe sprzężenie elektryczne w nabłonku serca poprzez transbłonową przewodność Ca2+. Prace prowadzone przez zespół inicjatywy WNT/CALCIUM IN HEART koncentrowały się na podstawowych mechanizmach molekularnych, które decydują o tłumieniu funkcji kanału wapniowego typu L (LTCC) za pomocą Wnt11, zarówno w tkankach pobudliwych, jak i niepobudliwych. Aby zbadać, w jaki sposób Wnt11 reguluje LTCC na szczeblu subkomórkowym, uczeni dokonali analizy komórek, a następnie przeprowadzili doświadczenia immunologiczne oraz biochemiczne. Wyniki wykazały, że Wnt11 nie modyfikuje LTCC na poziomie transkrypcyjnym, a ponadto nie wpływa na jego umiejscowienie czy występowanie. Dowiedziono, że sygnalizacja Wnt11 zapobiega fosforylacji LTCC oraz reguluje przewodność za pomocą kinazy białkowej A poprzez nowo odkryte białko kotwiczące kinazę A. Podobne badania przeprowadzono na komórkach śródbłonka, aby określić przepływy wapnia w komórkach niepobudliwych. Naukowcy zaobserwowali, że przepływy Ca2+ przez kanał wapniowy typu L uczestniczą w regulacji ruchliwości komórek śródbłonka. Co więcej, zarówno między- jak i wewnątrzkomórkowe stężenie wapnia ma kluczowe znaczenie dla prawidłowego przebiegu angiogenezy. Podsumowując, odkrycia dokonane przez zespół projektowy pokazują, że cząsteczki kontrolujące procesy komórkowe, które leżą u podstaw morfogenezy serca, regulują również zakres międzykomórkowego sprzężenia elektrycznego, aktywnie przyczyniając się do kształtowania pracy tego narządu. Informacje te jeszcze bardziej podkreślają związek pomiędzy kształtem a pracą organów, a także wskazują ważne procesy rozwojowe prowadzące do prawidłowego kształtowania się tkanek. Z klinicznego punktu widzenia wiedza ta może stworzyć podstawy do zrozumienia patofizjologii powszechnie występujących chorób układu sercowo-naczyniowego.
Słowa kluczowe
Rozwój serca, wapń, WNT/CALCIUM IN HEART, szlak sygnalizacyjny Wnt, kanał wapniowy typu L
