Ett samarbetsteam ledd av forskare vid National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI) har klarlagt de exakta molekylära händelserna som behövs för att transportera kolesterol från ytan av celler till deras inre. Denna väsentliga process, känd som endocytos, störs i ett genetiskt tillstånd som kallas familjär hyperkolesterolemi, vilket leder till höga nivåer av kolesterol i blodet och en ökad risk för hjärtsjukdomar. Fynden kan öppna nya vägar för att behandla detta tillstånd och, mer allmänt, för att förstå den cellulära transporten av kolesterol i allmänhet.

"Detta arbete är grundläggande för vår förståelse av kolesterols rörelse in i celler", säger Daniel Rader, M.D., chef för NHLBI:s avdelning för intramural forskning. "Dessa insikter ger en viktig grund för att utveckla nya terapier för att förebygga och behandla hjärtsjukdomar."

Forskningen, publicerad i tidskriften Nature, fokuserade på ett protein som heter NPC1, som är muterat hos individer med familjär hyperkolesterolemi. NPC1 finns på cellytan och är avgörande för upptaget av low-density lipoprotein (LDL) kolesterol, det "dåliga" kolesterolet som bidrar till hjärtsjukdom när det finns i höga nivåer.

Med hjälp av en kombination av biokemiska och avbildningstekniker bestämde teamet de exakta stegen som är involverade i endocytosen av LDL-kolesterol. De fann att NPC1 binder till LDL-kolesterol på cellytan och sedan genomgår en serie konformationsförändringar som leder till bildandet av en liten vesikel som innehåller LDL-kolesterol. Denna vesikel transporteras sedan in i cellen, där den frigör sin last av kolesterol.

Forskarna identifierade också flera andra proteiner som spelar viktiga roller i endocytosen av LDL-kolesterol, inklusive proteinet clathrin, som hjälper till att bilda de små vesiklarna.

"Våra resultat ger en omfattande förståelse av de molekylära händelserna som är involverade i endocytosen av LDL-kolesterol", säger studiens huvudförfattare, Tobias Schmidt, Ph.D., en forskare vid NHLBI:s avdelning för intramural forskning. "Denna kunskap kan informera utvecklingen av nya läkemedel för att behandla familjär hyperkolesterolemi och andra tillstånd där kolesteroltransporten störs."

Förutom att ge insikter om kolesteroltransport kan fynden ha bredare implikationer för att förstå den cellulära transporten av andra molekyler, eftersom endocytosen av LDL-kolesterol involverar flera processer som också används i transporten av andra molekyler in i celler.

Forskargruppen inkluderade forskare från NHLBI, University of California, San Francisco och University of Texas Southwestern Medical Center.