Výskum kardiomyocytov odhalil nový spôsob regenerácie poškodených srdcových buniek

Vedci z Northwestern Medicine objavili spôsob regenerácie poškodených buniek srdcového svalu u myší, čo by mohlo otvoriť novú cestu k liečbe vrodených srdcových chýb u detí a poškodenia srdca po infarkte u dospelých, uvádza sa v štúdii publikovanej v časopise Journal of Clinical Investigation.

Syndróm hypoplastického ľavého srdca (HLHS) je zriedkavá vrodená srdcová chyba, ktorá sa vyskytuje, keď sa ľavá strana srdca dieťaťa počas tehotenstva správne nevyvíja, uvádza Detská nemocnica Ann & Robert H. Lurie v Chicagu. Tento stav postihuje jedného z 5 000 novorodencov a je zodpovedný za 23 % úmrtí na srdcové choroby v prvom týždni života.

Kardiomyocyty, bunky zodpovedné za sťahovanie srdcového svalu, sa u novonarodených cicavcov dokážu regenerovať, ale túto schopnosť s vekom strácajú, povedal Paul Shumaker, PhD, profesor pediatrie v oddelení neonatológie a hlavný autor štúdie.

„V čase narodenia môžu bunky srdcového svalu ešte podliehať mitotickému deleniu,“ povedal Shumaker. „Napríklad, ak je srdce novonarodenej myši poranené v jednom alebo dvoch dňoch veku a potom čakáte, kým myš dospeje, keď sa pozriete na poranenú oblasť srdca, nikdy by ste nevedeli, že tam došlo k poraneniu.“

V súčasnej štúdii sa Shumaker a kolegovia snažili pochopiť, či sa dospelé cicavčie kardiomyocyty môžu vrátiť do regeneračného stavu plodu.

Keďže fetálne kardiomyocyty prežívajú na glukóze namiesto toho, aby generovali bunkovú energiu prostredníctvom svojich mitochondrií, Shumaker a kolegovia odstránili gén súvisiaci s mitochondriami, UQCRFS1, v srdciach dospelých myší, čo spôsobilo ich návrat do fetálneho stavu.

U dospelých myší s poškodeným srdcovým tkanivom výskumníci pozorovali, že srdcové bunky sa začali regenerovať po inhibícii UQCRFS1. Bunky tiež začali konzumovať viac glukózy, podobne ako fungujú fetálne srdcové bunky, uvádza sa v štúdii.

Zistenia štúdie naznačujú, že zvýšené užívanie glukózy môže tiež obnoviť delenie a rast buniek v dospelých srdcových bunkách a môže poskytnúť novú cestu k liečbe poškodených srdcových buniek, povedal Shumaker.

„Toto je prvý krok k vyriešeniu jednej z najdôležitejších otázok v kardiológii: Ako prinútime srdcové bunky opäť sa deliť, aby sme mohli opraviť srdcia?“ povedal Shumaker, ktorý je tiež profesorom bunkovej a vývojovej biológie a medicíny na Oddelení pľúcnej a kritickej starostlivosti.

Na základe tohto objavu sa Shumaker a jeho kolegovia zamerajú na identifikáciu liekov, ktoré dokážu spustiť túto reakciu v srdcových bunkách bez genetickej modifikácie.

„Ak nájdeme liek, ktorý túto reakciu aktivuje rovnakým spôsobom ako genetická modifikácia, môžeme ho po vyrastení srdcových buniek vysadiť,“ povedal Shumaker. „V prípade detí s HLHS nám to môže umožniť obnoviť normálnu hrúbku steny ľavej komory. To by nám zachránilo život.“

Tento prístup by sa mohol použiť aj u dospelých, ktorí prekonali infarkt, povedal Shumaker.

„Bol to veľký projekt a som vďačný všetkým zúčastneným,“ povedal Shumaker. „V článku je ako spoluautorov uvedených 15 členov fakulty Northwestern University, takže to bola skutočne tímová práca.“