Preconditioningom navodená regulácia proteínov srdcových mitochondrií v podmienkach ischemicko/reperfúzneho poškodenia: Účasť PRDX5 v ROS signalizácii

Adaptácia srdca na ischémiu predstavuje jeden zo spôsobov kardioprotektívnej intervencie. V tejto súvislosti sme sa venovali štúdiu remote ischemickému preconditioningu (RPC). Táto neinvazívna forma preconditioningu preukázala zvýšenú toleranciu myokardu voči záťaži a jeho pozitívny účinok bol potvrdený zlepšením viacerých fyziologických parametrov po  ischemicko/reperfúznom (IR) poškodení. Do kardioprotektívnych dráh RPC je významným spôsobom zapojená aj mitochondriálna modulácia.

Naším cieľom bolo odhaliť potenciálne iniciátory kardioprotektívneho signálu indukované skorou fázou RPC z pohľadu proteínov identifikovaných kvantitatívnou label-free LC-MS/MS proteomickou analýzou izolovaných srdcových mitochondrií.

Samce potkanov kmeňa Wistar boli vystavené RPC pozostávajúceho z 3 cyklov 5-minútovej ischémie a reperfúzie pravej zadnej končatiny femorálnej artérie nafúknutím tlakovej manžety na 200 mmHg. Extrahované srdcia boli následne perfundované metódou podľa Langendorffa (30 minút globálnej ischémie a 40 minút reperfúzie).

Najvýraznejšie regulované proteíny účinkom RPC (DECR, KAD2, PDK1, CYC, COX2 a PRDX5) spája podľa databázy STRING a identifikovaných funkcií podľa Reactome pathway účasť na metabolických dráhach a mitochondriálnej energetike, čo je preukázané moduláciou týchto dráh v rámci sledovaného modelu. Proteíny PRDX5, CYC a COX2 preukázali funkciu regulácie TP53 metabolických génov. Sledovaním vplyvu RPC na mitochondriálny proteóm sme pozorovali významnú stimuláciu proteínov s antioxidačnou aktivitou (PRDX3, PRDX5, SODM). Jedným z najvýraznejšie ovplyvnených proteínov RPC bol práve PRDX5, proteín s cytoprotektívnou funkciou. Expresia PRDX5 bola znížená v dôsledku I/R poškodenia, ale účinkom RPC bola významne zvýšená (p = 0,0002).

Pilotné proteomické analýzy otvorili množstvo nových hypotéz o účinku RPC z pohľadu regulácie mitochondriálnych proteínov a ich signálnych dráh s funkciou nasmerovanou k energetickej udržateľnosti myokardu. RPC viedol k stimulácii proteínov s antioxidačnou aktivitou. Proteín PRDX5 sa ukazuje ako možný iniciátor kardioprotektívnej signalizácie indukovanej RPC.