Mengidentifikasi jalur untuk memperlambat penuaan jantung

Kredit: Domain Publik Unsplash/CC0

Penyakit kardiovaskular adalah penyebab utama kematian di seluruh dunia, dan sebagian disebabkan oleh disfungsi struktural jantung yang berkaitan dengan usia. Sebuah tim ahli biologi di lab Profesor Adam Engler di University of California San Diego menerbitkan sebuah makalah di Nature Aging pada 22 Desember yang membantu memajukan pemahaman kita tentang bagaimana jantung menua, dan menjelaskan kemungkinan jalur untuk memperlambat penuaan jantung.

Natalie Kirkland, Ph.D., seorang sarjana postdoctoral di Engler’s Lab dan penulis pertama makalah ini, menggunakan lalat buah untuk menunjukkan bahwa Lamin C, protein yang bertanggung jawab untuk menjaga integritas struktural inti sel jantung, menurun seiring bertambahnya usia lalat. Studi ini menemukan bahwa penurunan Lamin bertanggung jawab atas remodeling struktural yang disebabkan oleh usia pada jantung lalat buah, dan ini bisa menjadi target potensial untuk memperlambat, atau bahkan membantu membalikkan penuaan jantung pada manusia.

“Pekerjaan kami menunjukkan bahwa remodeling nuklir yang bergantung pada usia memainkan peran kunci dalam fungsi jantung,” kata Kirkland. “Morfologi nuklir kemungkinan merupakan penanda kesehatan sel dan jaringan dan dapat ditargetkan untuk terapi potensial.”

Kirkland, peneliti di Engler Lab, dan kolaborator mereka di Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute dan National Institute on Aging di National Institutes of Health, menggunakan lalat buah (Drosophila Melanogaster) untuk penelitian ini karena empat alasan:

Umur lalat buah adalah antara enam dan delapan minggu, membuatnya praktis untuk penelitian terkait usia Lalat buah dan manusia memiliki 82% proteom jantung yang sama. Studi pada tahun 100-an atau 1000-an dimungkinkan. Lalat buah memiliki genetika sederhana yang mudah ditiru.

Sifat-sifat ini menjadikan lalat buah model yang relatif cepat dan mudah untuk mengidentifikasi jalur pelestarian jantung yang menarik untuk penelitian manusia. Kirkland dan mahasiswa sarjana bioteknologi tahun keempat Scott Skalak, rekan penulis makalah, menggunakan teknik mikrodiseksi pada jantung lalat. Jantung kemudian diawetkan dan diperiksa dengan imunofluoresensi dan mikroskop confocal.

“Ini adalah bagaimana saya pertama kali mengamati inti menyusut dan menjadi lebih bulat pada lalat yang lebih tua,” kata Kirkland.

Tim kemudian mengukur perubahan ini dengan mensegmentasi dan mengukur kekakuan nuklir dengan mikroskop kekuatan atom. Saat itulah mereka menemukan bahwa inti kardiomiosit menjadi kaku selama penuaan alami; setelah menjalankan analisis genetik, para peneliti menemukan bahwa ekspresi lamin nuklir menurun seiring bertambahnya usia lalat.

Tim dapat memverifikasi bahwa hasil ini juga berlaku untuk tikus dan primata, berkat kolaborator di National Institute on Aging. Ini menunjukkan bahwa peran Lamin mungkin berlaku untuk penuaan jantung manusia juga, yang dapat memiliki nilai terapeutik yang luar biasa, karena menargetkan jalur stimulasi lamin berpotensi membantu menghindari perubahan mekanis terkait penuaan jantung ini.

“Kami menemukan peran faktor transkripsi jantung dalam mengatur kontraktilitas jantung orang dewasa dan menunjukkan bahwa pemeliharaan Lamin C, dan ekspresi faktor transkripsi jantung, mencegah penurunan jantung yang bergantung pada usia,” tulis para peneliti dalam penelitian tersebut. “Temuan kami dilestarikan pada primata non-manusia dan tikus tua, menunjukkan bahwa remodeling nuklir yang bergantung pada usia adalah mekanisme utama yang berkontribusi terhadap disfungsi jantung.”

Penelitian di masa depan akan mengeksplorasi mengapa lamin hilang seiring bertambahnya usia, dan bagaimana mempertahankan ekspresi gen jantung tertentu dapat meningkatkan fungsi jantung dan umur.

Bagi Skalak, pengalaman tersebut membantu memantapkan keputusannya untuk mendaftar ke Ph.D. program setelah lulus pada tahun 2023. Dia belajar betapa pentingnya perencanaan dan komunikasi untuk proses penelitian, serta berbagai keterampilan biologi molekuler.

“Beberapa minggu dan bulan pertama keterlibatan saya di lab dan proyek ini melibatkan saya membantu Dr. Kirkland di mana saya bisa sambil menyempurnakan keterampilan baru yang diajarkan kepada saya,” kata Skalak. “Keterampilan ini melibatkan peternakan dan perawatan Drosophila, imunofluoresensi, mikrodiseksi Drosophila, dan mikroskop confocal. Seiring waktu saya mengembangkan keterampilan baru saya, terutama pembedahan Drosophila, yang memungkinkan saya melakukan eksperimen baru secara mandiri. Hal ini membuka kesempatan bagi saya untuk melakukan eksperimen yang diperlukan untuk revisi makalah selama awal 2022.”

Informasi lebih lanjut: Natalie J. Kirkland dkk, Perubahan Lamin yang bergantung pada usia menginduksi disfungsi jantung melalui disregulasi program transkripsi jantung, Penuaan Alam (2022). DOI: 10.1038/s43587-022-00323-8 Disediakan oleh University of California – San Diego

Kutipan: Mengidentifikasi jalur untuk memperlambat penuaan jantung (2022, 23 Desember) diambil 25 Desember 2022 dari https://medicalxpress.com/news/2022-12-pathways-cardiac-aging.html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.