Süsteemibioloogia

Südamelihase rakkudes reguleerib kaltsium rakkude kokkutõmbumist ja mitokondrite energia tootmist, mis on vajalik mehaanilise töö tegemiseks ja ioontasakaalu säilitamiseks rakkudes. Täiskasvanud imetajarakkude peamine kaltsiumiallikas on sarkoplasmaatiline retikulum (SR). Hiljuti on näidatud, et SR ja mitokondrid on füüsiliselt seotud ning see mängib rolli mitokondriaalses hingamises. Nende täpne koostoime on südame energiatasakaalu säilitamiseks hädavajalik, kuid paljud selle regulatsiooniraja aspektid on siiani teadmata. Selle projekti eesmärgiks on uurida SR-mitokondrite vastastikmõju, kasutades ära südamelihase rakkude struktuurseid ja talitluslikke muutusi arengu ajal ja haiguse korral. Saadavad teadmised on suure tõenäosusega ka rakendatavad südame füsioloogia spektri teises otsas – haiguses, kuna südame puudulikkusest tingitud struktuursed ja funktsionaalsed omadused sarnanevad varajases arengustaadiumis olevatele südame omadele.

Südamelihase rakkudes kandub energia mitokondritest eri paikadesse rakus, kus seda kasutatakse mehaanilise töö tegemiseks ja ioontasakaalu säilitamiseks. Tervetes rakkuses seavad erinevad rakusisesed struktuurid piiranguid molekulide difusioonile, kuid vastavalt mõnedele uuringutele kaovad need piirangud haiguse korral. Kui difusiooni piirangud ja osad kliinilised andmed osutavad kreatiinkinaasi (CK) olulisele rollile energia ülekandmisel rakus, siis mitmete CK funktsiooni kaotusega loom-mudelitest saadud andmed on vastukäivad. Selles projektis töötame välja ja rakendame kaasaegseid eksperimentaalseid ja matemaatilisi modelleerimise meetodeid, et iseloomustada südamelihase rakkude difusioonikeskkonda ja määrata CK roll terves südames. Lisaks, kasutades peatatud CK funktsiooniga transgeenseid hiiri ning uurides nende kohastumusi, loodame leida uusi ravi sihtmärke südamepuudulikkusega patsientidele, kellel on vähenenud CK talitlus.