Научници су идентификовали разлог за недостатак способности регенерације ћелија срчаног мишића

Истраживачи матичних ћелија на Универзитету Калифорније у Лос Анђелесу открили су зашто су ћелије срчаног мишића одраслих, зване кардиомиоцити, изгубиле способност размножавања и можда објашњавају зашто људско срце има тако ограничен капацитет регенерације.

Истраживање, спроведено на ћелијским линијама и мишевима, могло би довести до развоја метода за репрограмирање ћелија срчаног мишића директно у срцима пацијената, омогућавајући им стварање нових мишића и поправку оштећења, рекао је др Роб Маклелан из Центра за регенеративну медицину и истраживање матичних ћелија „Или и Едит Броуд“ на Универзитету Калифорније у Лос Анђелесу (UCLA).

За разлику од тритона и даждевњака, тело одраслог човека не може спонтано да регенерише оштећене органе попут срца. Међутим, недавне студије показују да сисари имају способност регенерације срца у веома кратком временском периоду – у првој недељи живота. Затим се ова способност губи. Али ако је некада постојала, можда се може обновити?

Објављено у рецензираном часопису „Journal of Cell Biology“, истраживање др Маклелана показује да је могуће вратити ћелијски сат у време када су кардиомиоцити имали способност да се размножавају и обнављају срчани мишић.

„Саламандери и други нижи организми имају способност да дедиференцирају своје кардиомиоците, или да их врате у раније, примитивније стање, омогућавајући овим ћелијама да поново уђу у ћелијски циклус, стварајући нови срчани мишић“, каже др Маклелан, ванредни професор кардиологије и физиологије. „Код сисара, овај потенцијал је изгубљен. Када бисмо знали како да га обновимо или када бисмо знали разлог зашто се одрасли кардиомиоцити не размножавају, могли бисмо покушати да пронађемо начин да регенеришемо срце користећи методе које је сама природа створила.“

Кардиомиоцити настају од прогениторских матичних ћелија, или прекурсорских ћелија, које формирају срце кроз пролиферацију. Када се срце формира, миоцити се трансформишу из незрелих у зреле ћелије, које више нису способне за репродукцију. Код тритона и даждевњака, ствари су другачије: њихови кардиомиоцити се могу вратити у незрело, или примитивно, стање и, поново стичући способност пролиферације, поправити оштећења, а затим се поново трансформисати у зреле ћелије.

Према речима др Маклелана, разлог зашто људски кардиомиоцити нису у стању да ураде исто је прилично једноставан: у свом примитивнијем стању, кардиомиоцити губе способност нормалног контраховања, што је од виталног значаја за правилно функционисање срца. Пошто су људи много већи од тритона и даждевњака, наша срца су морала бити много ефикаснија да би одржала оптималан крвни притисак и нормалну циркулацију.

„Како смо еволуирали, да бисмо одржали оптималан крвни притисак и циркулацију, морали смо да се одрекнемо способности регенерације срчаног мишића“, каже Меклелан. „Оно што смо добили биле су ефикасније ћелије срчаног мишића и срце. Али то је био компромис.“

Др Маклелан верује да би привремено инхибирање експресије протеина који блокирају механизам ћелијског циклуса могло да примора одрасле кардиомиоците да се врате у ћелијски циклус, односно да се размножавају. Ове методе би требало да буду реверзибилне, тако да ефекат циљања протеина одговорних за пролиферацију нестане након што се оштећење поправи. Кардиомиоцити би се тада вратили у зреле ћелије и почели да помажу обновљеном срчаном мишићу да се контрахује. Да би се уништили протеини који одржавају миоците у зрелом стању, др Маклелан већ разматра употребу наночестица за испоруку мале интерферирајуће РНК срцу.

Код инфаркта миокарда, део срца више није снабдевен кисеоником, а кардиомиоцити умиру, а замењује их ожиљно ткиво. Није тешко пронаћи оштећено подручје срца, а ако се развије метода за репрограмирање пацијентових сопствених миоцита, у оштећено подручје може се увести систем који контролише активност жељеног протеина и способан је да врати миоците у примитивно стање. Ово ће омогућити да се мртви срчани мишић замени живим.

„Способност нижих организама да се регенеришу и зашто се то не дешава код људи се дуго расправља. Ово је први чланак који пружа објашњење зашто се то дешава“, коментарише професор Маклелан свој рад.

Много се говори о коришћењу људских ембрионалних матичних ћелија (hESCs) или репрограмираних индукованих плурипотентних матичних ћелија (iPSCs) за регенерацију срца. Међутим, није познато који степен регенерације се може постићи нити колико значајне могу бити користи.

„По мом мишљењу, ово је потенцијални механизам за регенерацију срчаног мишића без употребе матичних ћелија“, каже др Маклелан. „У овом случају, свака особа би постала извор ћелија за сопствену регенерацију.“

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