Учёные выявили фермент BCAT2 как потенциальную мишень для лечения осложнений диабетической стопы

Исследователи обнаружили новый молекулярный механизм, который может помочь в лечении тяжёлых сосудистых осложнений при Сахарный диабет. В центре внимания оказался фермент BCAT2, влияющий на процессы кальцификации сосудов — одного из ключевых факторов развития атеросклеротических поражений у пациентов с диабетом.



Сосудистые осложнения считаются одной из основных причин инвалидности и смертности среди людей с диабетом. Одним из наиболее опасных процессов является отложение кальция в стенках артерий. При этом сосуды теряют эластичность, становятся более жёсткими, а атеросклеротические бляшки могут разрушаться, провоцируя тяжёлые сердечно-сосудистые события. У пациентов с диабетом такие изменения проявляются особенно выраженно: в коронарных артериях у них чаще обнаруживаются крупные бляшки с массивным некротическим ядром и значительной кальцификацией.

Процесс сосудистой кальцификации давно перестал рассматриваться как пассивное накопление минеральных веществ. Современные исследования показывают, что он связан с активной трансформацией клеток гладкой мускулатуры сосудов, которые начинают вести себя подобно костным клеткам и участвуют в минерализации тканей. Однако точные молекулярные механизмы этого явления до недавнего времени оставались недостаточно изученными.

Новые данные получили специалисты под руководством кардиолога Чжунцюнь Ван из клиники при Цзянсуский университет. Учёные проанализировали ткани передней большеберцовой артерии у пациентов с тяжёлой формой диабетической стопы, которым была проведена ампутация. Для исследования использовали современные методы пространственной метаболомики и транскриптомного анализа отдельных клеток.

Полученные результаты показали заметное усиление распада аминокислот с разветвлённой цепью. Одновременно в гладкомышечных клетках сосудов существенно возрастала активность фермента BCAT2, который играет ключевую роль в этом метаболическом пути. Особенно высокие уровни экспрессии фермента были выявлены в артериях с выраженной кальцификацией.

Чтобы понять биологическую роль BCAT2, исследователи создали экспериментальную модель на лабораторных мышах. У животных был отключён ген BCAT2 в клетках сосудистой гладкой мускулатуры, а также ген аполипопротеина Е, связанный с развитием атеросклероза. Наблюдения показали, что у таких животных кальцификация сосудов значительно уменьшалась: снижалось накопление солей кальция и подавлялось превращение сосудистых клеток в остеогенный, «костеподобный» тип.

Дополнительные молекулярные исследования выявили важную роль белка Runx2 — одного из главных регуляторов костной дифференцировки. После выключения BCAT2 уровень экспрессии этого белка резко снижался. Анализ эпигенетических механизмов показал, что фермент BCAT2 влияет на особый тип модификации гистонов — пропионилирование, которое регулирует активность гена RUNX2. Когда эта регуляция ослабляется, способность сосудистых клеток переходить в остеогенное состояние также уменьшается.

Читайте также: