Štúdia skúma regeneráciu srdcových buniek pri hľadaní nových liečebných postupov

Keď pacient zažije srdcové zlyhanie, ktoré je jednou z hlavných príčin úmrtí na celom svete, začne strácať zdravé a funkčné srdcové bunky. Srdcové zlyhanie spôsobuje, že sa tieto kedysi pružné bunky premenia na vláknité bunky, ktoré sa už nedokážu sťahovať a uvoľňovať. Toto stvrdnutie srdcových buniek zhoršuje ich schopnosť účinne prenášať krv do zvyšku tela. Keďže ľudia nedokážu tieto srdcové bunky regenerovať, pacient čelí dlhej ceste k uzdraveniu, ktorá zahŕňa preventívnu alebo symptomatickú liečbu.

Niektoré cicavce sú však schopné regenerovať srdcové bunky, hoci sa to zvyčajne deje v určitom časovom rámci bezprostredne po narodení. Na základe toho Mahmood Salama Ahmed, PhD, a medzinárodný tím výskumníkov dokončili štúdiu s cieľom identifikovať nové terapeutické látky alebo existujúce terapeutické režimy, ktoré predtým schválil americký Úrad pre kontrolu potravín a liečiv (FDA) na regeneráciu srdcových buniek.

Ich štúdia s názvom „Identifikácia liekov schválených FDA, ktoré indukujú regeneráciu srdca u cicavcov“ bola publikovaná v časopise Nature Cardiovascular Research.

„Táto štúdia je zameraná na regeneratívnu terapiu, nie na symptomatickú liečbu,“ dodal Ahmed.

Ahmed, profesor farmaceutických vied na Farmaceutickej fakulte Jerryho H. Hodgea na Texaskej technickej univerzite, pracoval na štúdii v UT Southwestern Medical Center. Povedal, že súčasný výskum vychádza zo zistení zo štúdie z roku 2020, ktorú vykonalo laboratórium Dr. Heshama Sadeka v UT Southwestern Medical Center.

V tejto štúdii výskumníci preukázali, že myši skutočne dokážu regenerovať srdcové bunky genetickým odstránením dvoch transkripčných faktorov: Meis1 a Hoxb13. Vyzbrojení týmito informáciami začali Ahmed a jeho spoluautori svoju najnovšiu štúdiu v roku 2018 na University of Texas Southwestern Medical Center. Začali zameraním sa na transkripčné faktory (Meis1 a Hoxb13) pomocou paromomycínu a neomycínu, dvoch antibiotík z triedy aminoglykozidov.

„Vyvinuli sme inhibítory na vypnutie vnútornej transkripcie a obnovenie regeneračnej schopnosti srdcových buniek,“ dodal Ahmed.

Ahmed uviedol, že štruktúra paromomycínu a neomycínu naznačuje ich potenciál viazať sa na transkripčný faktor Meis1 a inhibovať ho. Aby tím pochopil, ako k tejto väzbe môže dôjsť, musel najprv odhaliť molekulárne mechanizmy paromomycínu a neomycínu a zistiť, ako sa viažu na gény Meis1 a Hoxb13.

„Začali sme to testovať na myšiach trpiacich infarktom myokardu alebo ischémiou,“ vysvetlil Ahmed. „Zistili sme, že oba lieky (paromomycín a neomycín) pôsobili synergicky a zvyšovali ejekčnú frakciu (percento krvi opúšťajúcej srdce s každou kontrakciou), takže sa výrazne zlepšila kontraktilita komôr (srdcových komôr). To zvýšilo srdcový výdaj a znížilo fibróznu jazvu, ktorá sa tvorila v srdci.“

Tím spolupracoval s vedcami z University of Alabama v Birminghame na podávaní paromomycínu a neomycínu ošípaným trpiacim infarktom myokardu. Zistili, že ošípané trpiace infarktom myokardu mali lepšiu kontraktilitu, ejekčnú frakciu a celkové zlepšenie srdcového výdaja, keď im bol podaný paromomycín a neomycín.

V budúcom výskume má Ahmed záujem o spojenie väzbových profilov paromomycínu a neomycínu do jednej molekuly namiesto dvoch. Ak bude úspešná, nová molekula by podľa neho mohla zabrániť akýmkoľvek nežiaducim alebo potenciálne nežiaducim účinkom spojeným s rezistenciou na antibiotiká.

„Chceme vytvoriť nové syntetické malé molekuly, ktoré sa zameriavajú na Meis1 a Hoxb13,“ povedal Ahmed. „Chceme pokračovať v štúdii na ošípaných pre toxikologické štúdie. A potom dúfajme, že to bude úvod do klinických štúdií na ľuďoch.“

„Dobrou správou je, že používame niekoľko liekov schválených FDA so zavedenými bezpečnostnými profilmi a dobre známymi vedľajšími účinkami, takže môžeme obísť niektoré kroky potrebné na získanie súhlasu na štúdium nového lieku. To je krása opätovného použitia liekov: Môžeme sa dostať na kliniku skôr a začať zachraňovať životy.“