Protein YAP1 klíčem k regeneraci srdce
Kardiovaskulární choroby, tedy choroby srdce a oběhového systému, jsou velkým problémem naší společnosti. Celosvětově trpí kardiovaskulární chorobou každý 13. člověk. Akutní průběh onemocnění již lze díky vysoké úrovni zdravotnictví dobře léčit a smrtnost proto klesá. V souvislosti se stárnutím populace však dochází ke zvýšenému výskytu chronických onemocnění, jejichž léčba je problematická. Tento trend můžeme pozorovat i na území České republiky, kde se incidence srdečního selhání v posledních 9 letech pohybuje nad hranicí 300 000 případů ročně a neustále roste. Do pěti let přitom na následky srdečního selhání zemře každý druhý pacient.
Pacienti trpící srdečním selháním často v minulosti prodělali infarkt myokardu, či jiné kardiovaskulární choroby, které snižují schopnost stažitelnosti srdečního svalu. Na rozdíl od jiných orgánů však srdce nemá schopnost regenerace. Důvodem je potlačení dělení srdečních buněk (kardiomyocytů) krátce po narození. Pokud tedy dojde k opakovanému či rozsáhlejšímu poškození srdeční tkáně a tím k odumření kardiomyocytů, vytvoří se v místě poškození za pomoci fibroblastů (buněk „mezibuněčného lešení“) jizva. Zvýšený počet fibroblastů v srdeční tkáni a úbytek kardiomyocytů tak vede k tuhnutí srdeční tkáně a výrazně snižuje stažitelnost našeho srdce.
Možnou cestou, jak nastartovat regeneraci dospělého srdce, je obnova dělení kardiomyocytů. Dělení kardiomyocytů aktivuje v průběhu prenatálního vývoje protein YAP1. Jeho reaktivace v dospělých kardiomyocytech by proto mohla vést k obnovení dělení a tím k efektivní regeneraci srdeční tkáně.
Protein YAP1 podporuje buněčné dělení v řadě buněčných typů. Jeho funkce v kardiomyocytech však zatím není dobře objasněna. K pochopení vlivu proteinu YAP1 v kardiomyocytech Kateřina použila genetický a biochemický model. V genetickém modelu porovnala kardiomyocyty, které nemají protein YAP1, s kardiomyocyty kontrolními, a popsala tak základní funkci proteinu YAP1 v kardiomyocytech. Na základě biochemického modelu dále zkoumala vliv zvýšení aktivity proteinu YAP1 vypnutím regulační signální dráhy.
Výsledky experimentů na geneticky modifikovaných kardiomyocytech ukázaly vliv proteinu YAP1 na tvar a strukturu kardiomyocytů. Navazující experimenty dále potvrdily, že protein YAP1 je pozitivním regulátorem produkce srdečních biomarkerů, tedy proteinů podstatných pro správnou funkci kardiomyocytů.
Zabývala se proto dále biochemickým zvýšením aktivity proteinu YAP1, a to ve dvou buněčných typech. Zjistila, že odpověď buněk na zvýšenou transkripční aktivitu proteinu YAP1 se mezi buněčnými typy liší. Zatímco rakovinné buňky produkují větší množství cílových proteinů, kardiomyocyty cílových proteinů produkují výrazně méně. Tyto výsledky naznačují nový regulační mechanizmus, specifický pro kardiomyocyty.
Protein YAP1 je do budoucna perspektivním terapeutickým cílem pro obnovu regenerace dospělého srdce. Jeho prostřednictvím by bylo možné v srdci cílit přímo na regenerační mechanosenzitivní signální dráhy, a docílit tak regenerace srdce zevnitř, prostřednictvím jeho vlastních buněk. Abychom však mohli dosáhnout efektivní regenerace srdce, je třeba nejdříve pochopit souvislosti molekulárních interakcí a identifikovat konkrétní signální dráhy, na které by bylo možné terapie cílit. Pochopení srdečního vývoje, ke kterému přispívá její práce, je pro správné cílení terapie naprosto klíčové.