Znanstveniki so odkrili razlog za pomanjkanje sposobnosti regeneracije celic srčne mišice

Raziskovalci matičnih celic na Univerzi v Kaliforniji v Los Angelesu so odkrili, zakaj so odrasle srčne mišične celice, imenovane kardiomiociti, izgubile sposobnost razmnoževanja, in morda pojasnjujejo, zakaj ima človeško srce tako omejeno sposobnost regeneracije.

Raziskava, izvedena na celičnih linijah in miših, bi lahko vodila do razvoja metod za reprogramiranje srčnih mišičnih celic neposredno v srcih bolnikov, kar bi jim omogočilo ustvarjanje novih mišic in popravilo poškodb, je dejal dr. Robb MacLellan iz Centra za regenerativno medicino in raziskave matičnih celic Eli in Edythe Broad na UCLA.

Za razliko od tritonov in močeradov odraslo človeško telo ne more spontano regenerirati poškodovanih organov, kot je srce. Vendar pa nedavne študije kažejo, da imajo sesalci sposobnost regeneracije srca za zelo kratek čas – v prvem tednu življenja. Nato se ta sposobnost izgubi. Če pa je bila nekoč prisotna, jo je morda mogoče obnoviti?

Raziskava dr. McLellana, objavljena v strokovno recenzirani reviji Journal of Cell Biology, kaže, da je mogoče celično uro ponastaviti nazaj v čas, ko so se kardiomiociti lahko razmnoževali in popravljali srčno mišico.

»Močeradi in drugi nižji organizmi imajo sposobnost dediferenciranja svojih kardiomiocitov oziroma njihovega vrnitve v prejšnje, bolj primitivno stanje, kar tem celicam omogoča ponovni vstop v celični cikel in ustvarjanje nove srčne mišice,« pravi dr. McLellan, izredni profesor kardiologije in fiziologije. »Pri sesalcih je ta potencial izgubljen. Če bi vedeli, kako ga obnoviti, ali če bi poznali razlog, zakaj se odrasli kardiomiociti ne razmnožujejo, bi lahko poskusili najti način za regeneracijo srca z uporabo naravnih metod.«

Kardiomiociti nastanejo iz matičnih celic progenitorjev ali predhodniških celic, ki s proliferacijo tvorijo srce. Ko se srce oblikuje, se miociti iz nezrelih preoblikujejo v zrele celice, ki se niso več sposobne razmnoževati. Pri pupkih in močeradah je drugače: njihovi kardiomiociti se lahko vrnejo v nezrelo ali primitivno stanje in ponovno pridobijo sposobnost razmnoževanja, popravijo poškodbe in se nato preoblikujejo nazaj v zrele celice.

Po mnenju dr. McLellana je razlog, zakaj človeški kardiomiociti tega ne zmorejo, precej preprost: v svojem bolj primitivnem stanju kardiomiociti izgubijo sposobnost normalnega krčenja, kar je ključnega pomena za pravilno delovanje srca. Ker so ljudje veliko večji od pupkov in močerad, so morala biti naša srca veliko učinkovitejša, da so vzdrževala optimalen krvni tlak in normalen krvni obtok.

»Med našim razvojem smo se morali, da bi ohranili optimalen krvni tlak in krvni obtok, odpovedati sposobnosti regeneracije srčne mišice,« pravi McLellan. »Pridobili smo učinkovitejše celice srčne mišice in srce. Vendar je bil to kompromis.«

Dr. McLellan verjame, da bi začasno zaviranje izražanja beljakovin, ki blokirajo mehanizem celičnega cikla, lahko prisililo odrasle kardiomiocite, da se vrnejo v celični cikel, tj. da se razmnožujejo. Te metode bi morale biti reverzibilne, tako da učinek ciljanja na beljakovine, odgovorne za proliferacijo, izgine po popravilu poškodbe. Kardiomiociti bi se nato vrnili v zrele celice in začeli pomagati obnovljeni srčni mišici pri krčenju. Da bi izničili beljakovine, ki ohranjajo miocite v zrelem stanju, dr. McLellan že razmišlja o uporabi nanodelcev za dostavo majhnih motečih RNK v srce.

Pri miokardnem infarktu del srca ni več oskrbljen s kisikom, kardiomiociti pa odmrejo in jih nadomesti brazgotinsko tkivo. Poškodovanega območja srca ni težko najti, in če se razvije metoda za reprogramiranje bolnikovih lastnih miocitov, se lahko v poškodovano območje vnese sistem, ki nadzoruje aktivnost želene beljakovine in je sposoben miocite vrniti v primitivno stanje. To bo omogočilo zamenjavo mrtve srčne mišice z živo.

»O sposobnosti regeneracije nižjih organizmov in o tem, zakaj se to pri ljudeh ne zgodi, se razpravlja že dolgo. To je prvi članek, ki ponuja razlago, zakaj se to dogaja,« svoje delo komentira profesor McLellan.

Veliko se govori o uporabi človeških embrionalnih matičnih celic (hESC) ali reprogramiranih induciranih pluripotentnih matičnih celic (iPSC) za regeneracijo srca. Vendar ni znano, kakšno stopnjo regeneracije je mogoče doseči ali kako pomembne bi lahko bile koristi.

»Po mojem mnenju je to potencialni mehanizem za regeneracijo srčne mišice brez uporabe matičnih celic,« pravi dr. McLellan. »V tem primeru bi vsaka oseba postala vir celic za lastno regeneracijo.«

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]