Dzisiaj zawał serca dla wielu to wyrok. Każdy, nawet najmniejszy stan niedokrwienia najważniejszego mięśnia naszego organizmu, prowadzi do jego martwicy i powoduje nieodwracalne zmiany. Kardiomiocyty nie regenerują się, a blizna powstająca w miejscu zawału ma jedynie zadanie wypełniające. Ale co, gdyby udało się to zmienić? Naukowcy z Uniwersytetu Duke’a mają pomysł, jak pozbyć się tkanki bliznowatej w sercu i na jej miejsce wprowadzić funkcjonalne kardiomiocyty – serce będzie wtedy jak nowe.
Czytaj też: Wdychasz smog? Grozi ci zawał serca
Najnowsze badanie przeprowadzone na myszach ujawniło sposób na “cofnięcie się w czasie” po zawale serca. Uczeni wykorzystali RNA do poinstruowania komórek w uszkodzonym sercu do wymiany tkanki bliznowatej na funkcjonalne kardiomiocyty. To może oznaczać przełom w leczeniu chorób sercowo-naczyniowych i “drugą szansę” dla osób po zdarzeniu niedokrwiennym mięśnia sercowego. Szczegóły opisano w czasopiśmie Journal of Biological Chemistry.
Prof. Conrad Hodgkinson z Duke University School of Medicine mówi:
Dorosłe ludzkie serca nie są zbyt dobre w regeneracji. Kiedy dochodzi do zdarzenia niedokrwiennego lub jakiegokolwiek innego rodzaju uszkodzenia, to jest to koniec pewnej drogi. Nie ma zdolności do zastąpienia umierającego mięśnia sercowego. To, co robi nasz organ, aby powstrzymać się od wysadzenia się w powietrze, to aktywacja fibroblastów do utworzenia blizny. Taka tkanka nie spełnia jednak swoich funkcji biologicznych, ma tylko znaczenie wypełniające.
Zawał serca wciąż zabija za dużo ludzi
Zawał serca to sytuacja zagrażająca życiu, która wymaga natychmiastowej opieki medycznej. Dochodzi do niego, kiedy przepływ krwi w jakimś fragmencie serca zatrzymuje się, przez co komórki nie otrzymują wystarczającej ilości tlenu. Bez tego serce nie jest w stanie pracować prawidłowo, a w niektórych przypadkach po prostu się zatrzymuje. To może zakończyć się zgonem, choć nie zawsze tak jest – w USA na ok. milion występujących zawałów serca co roku, zgonem kończy się 120 tys.
Jeżeli urazem jest objęta mała sekcja serca, mięsień będzie pracował, choć ze zmniejszoną wydajnością. Dzieje się tak dlatego, że serce po zawale nie regeneruje się – zniszczone kardiomiocyty zostają zastąpione, ale nie przez funkcjonalne komórki a przez tkankę bliznowatą. Blizna w sercu, podobnie jak ta na skórze, jest twarda, nieelastyczna i nie przewodzi impulsów elektrycznych. Z czasem staje się problemem dla serca, nawet jeżeli w dużej części jest ono sprawne.
Czytaj też: Komórki macierzyste naprawią uszkodzone serce. Oto przełom na miarę osiągnięcia Profesora Religi
Zespół prof. Hodgkinsona chciał znaleźć sposób na przekształcenie tkanki bliznowatej w funkcjonujący mięsień sercowy. Uczeni skupili się na zamianie fibroblastów – rodzaju komórek, które przyczyniają się do tworzenia tkanki łącznej – w kardiomiocyty (komórki mięśnia sercowego). Okazało się jednak, że dorosłe fibroblasty są odporne na przeprogramowanie komórkowe – w przeciwieństwie do tych, które występują u młodych osobników.
Prof. Conrad Hodgkinson dodaje:
Odkryliśmy, że jeśli weźmiesz fibroblasty sercowe od młodych osobników, to bardzo łatwo je przeprogramować. Ale jeśli weźmiesz fibroblasty sercowe od dorosłych, to nie reagują one w ogóle. Próbowaliśmy więc zrozumieć, czy proces starzenia się rzeczywiście przeszkadza w przeprogramowaniu fibroblastów.
Naukowcy odkryli, że tzw. śródbłonkowe białko 1 zawierające domenę PAS (EPAS1) zapobiega przeprogramowaniu się dorosłych fibroblastów. Naukowcy byli w stanie wykorzystać zdolności regeneracyjne młodych komórek poprzez zablokowanie EPAS1 w dorosłych fibroblastach. W ten sposób udało się przekształcić ich więcej w mięsień sercowy.
Ciekawy jest sposób, w jaki naukowcy tego dokonali. Opracowany koktajl RNA stymulujący przeprogramowanie komórkowe został zapakowany do egzosomów, naturalnych pęcherzyków wytwarzanych przez większość komórek. Dzięki temu udało się dostarczyć cenny ładunek bez jakiejkolwiek interwencji chirurgicznej, za pomocą zastrzyku. Efekty obserwowane na myszach, które przeszły zawał serca, były – według Hodgkinsona – “imponujące”.
Prof. Hodgkinson podsumowuje:
Egzosomy są trochę jak torby na zakupy. Komórka skleja wiele rzeczy w dużą tłustą kulę, aby wysłać ją innym komórkom. Są one sposobem, w jaki komórki mogą ze sobą “rozmawiać”. Ich użycie w zmianie tkanki bliznowatej w sercu dało spektakularne rezultaty. Byliśmy w stanie odzyskać prawie całą funkcję serca, która została utracona po zawale tego organu.
Moim zdaniem, przeprogramowanie komórkowe w połączeniu z odmładzaniem komórek ma nieograniczony potencjał w medycynie, nie tylko jeżeli chodzi o naprawę mięśnia sercowego. Może okazać się kluczem do leczenia chorób neurodegeneracyjnych i eliminowania blizn skórnych u pacjentów np. z łuszczycą – wszystko to za pomocą jednego zastrzyku i bez interwencji chirurgicznych.