Nedávné studie dvojčat ukázaly nové způsoby regenerace poškozeného srdce
Srdeční selhání postihuje nejméně 26 milionů lidí na celém světě a je odpovědné za četná smrtelná úmrtí. Vzhledem k nárůstu stárnutí populace, péče o srdce se stává potřebou vedoucí ke zvýšení výdajů. Došlo k významnému pokroku v terapeutické léčbě srdce a podniká se řada preventivních opatření, nicméně úmrtnost a nemocnost je stále velmi vysoká. K dispozici je velmi málo možností léčby a většinou spočívá na transplantaci srdce u pacientů, kteří jsou skutečně v konečné fázi a postupují k úplnému srdečnímu selhání.
Naše tělo má totiž mimořádnou schopnost se samo léčit, například játra se při poškození mohou regenerovat, naše kůže také většinu času a jedna ledvina by mohla převzít funkci za dvě. Bohužel to neplatí pro většinu našich životně důležitých orgánů – včetně srdce. Když je lidské srdce poškozeno – způsobené nemocí nebo úrazem – poškození je trvalé. Například po srdečním infarktu mohou být navždy ztraceny miliony nebo miliardy buněk srdečního svalu. Tato ztráta srdce postupně oslabuje a vede k vážným stavům, jako je srdeční selhání nebo jizvy v srdci, které mohou být fatální. Srdeční selhání obvykle nastane, když se kardiomyocyty (typ buněk) stanou nedostatečnými. Na rozdíl od čolků a mloků nemohou dospělí lidé spontánně dorůstat poškozených orgánů, jako je srdce. V lidském embryu nebo když dítě roste v děloze, srdce buňky se dělí a množí, což pomáhá srdci růst a vyvíjet se po dobu devíti měsíců. Ale savci, včetně lidí, nemají schopnost regenerovat srdce, protože tuto schopnost ztrácejí následně a úplně asi po týdnu od narození. Buňky srdečního svalu ztrácejí schopnost se dělit a množit, a proto se nemohou regenerovat. To platí i pro jiné lidské buňky – mozek, mícha atd. Protože se tyto dospělé buňky nemohou dělit, lidské tělo nemůže nahradit buňky, které jsou poškozené nebo ztracené, což vede k nemocem. I když to je také důvod, proč nikdy neexistuje nádor srdce - nádory jsou způsobeny nekontrolovaným růstem buněk. Pokud by však bylo možné, aby se tyto buňky znovu dělily, mohlo by to vést k „regeneraci“ řady tkání a pomoci k opravě orgánu.
Jediná možnost, kterou kdo má, když trpí slabým resp poškozené srdce nebo srdečním onemocněním je transplantace srdce. To má mnoho aspektů, které obecně ovlivňují, aby se transplantace u většiny pacientů nestala realitou. Za prvé, srdce, které daruje „dárce“, musí být zdravé srdce, než dárce zemře, což znamená, že srdce musí být odebráno mladým lidem, kteří zemřeli na nemoc nebo zranění a tyto stavy neovlivnily jejich život. srdce jakýmkoliv způsobem. Potenciální pacient, který je příjemcem, se musí shodovat se srdcem dárce, aby mohl dostat transplantaci. To se promítá do dlouhého čekání. Jako možná alternativa by potenciál být schopen vytvořit nový sval v srdci prostřednictvím buněčného dělení mohl nabídnout naději milionům s poškozeným srdcem. Mnoho postupů bylo vyzkoušeno a testováno vědeckou komunitou, ale dosavadní výsledky byly neúčinné.
V nové studii zveřejněné v Buňka, výzkumníci z University of California, San Francisco, USA poprvé vyvinuli účinnou a stabilní metodu na zvířecích modelech, aby se dospělé srdeční buňky (kardiomyocyty) dělily, a tím potenciálně opravovala poškozená část srdce.1. Autoři identifikovali čtyři geny, které se podílejí na dělení buněk (to jsou buňky, které se samy množí). Když byly tyto geny zkombinovány s geny, které způsobují, že zralé kardiomyocyty znovu vstoupí do buněčného cyklu, viděli, že se buňky dělí a rozmnožují. Takže, když byla funkce těchto čtyř základních genů posílena, srdce tkáň vykazovala regeneraci. Po srdečním selhání u pacienta tato kombinace zlepšuje srdeční funkci. Kardiomyocyty vykazovaly v současné studii 15-20procentní dělení (ve srovnání s 1 procentem v dřívějších studiích), což potvrzuje spolehlivost a účinnost této studie. Tato studie by mohla být technicky rozšířena na další orgány, protože tyto čtyři geny jsou společným rysem. Toto je velmi relevantní práce, protože jakákoli studie o srdce je zaprvé velmi komplikované a zadruhé musí být dodání genů prováděno opatrně, aby v těle nevznikly žádné nádory. Tato práce by se mohla proměnit ve velmi silný přístup k regeneraci srdce a také dalších orgánů.
Další studie Stem Cell Institute, University of Cambridge, UK, vyvinula inovativní způsob opravy srdce tkáně tak, že dárce by nebyl vůbec potřeba2. Použili kmenové buňky k růstu živých náplastí „srdečního svalu“ v laboratoři, které mají pouze 2.5 centimetrů čtverečních, ale vypadají jako silný potenciální nástroj k léčbě pacientů se srdečním selháním. Tyto náplasti mají jasnou perspektivu přirozené asimilace do pacientovy srdce tj. je to „plně funkční“ tkáň, která bije a stahuje se stejně jako normální srdeční sval. Dřívější přístup injekce kmenových buněk do těla za účelem opravy srdce byl neúspěšný, protože kmenové buňky nezůstaly v srdce sval, ale místo toho se ztratil v krvi. Současná náplast je „živá“ a „bijící“ srdeční tkáň, kterou lze připojit k orgánu (v tomto případě srdce) a případné poškození tak bylo možné opravit. Takové náplasti lze pěstovat podle potřeby pacienta. To by v podstatě překonalo nutnost čekat na vhodného dárce. Tyto náplasti lze také pěstovat pomocí srdce vlastní buňky pacienta eliminující rizika spojená s transplantací orgánů. Asimilace náplasti do a poškozené srdce je invazivní postup a vyžaduje správné elektrické impulsy pro vytvoření srdce beat dobře integrovaný s náplastí. Ale rizika spojená s tímto druhem postupu jsou lepší než celková transplantace srdce, která je mnohem invazivnější. Tým se připravuje na testy na zvířatech a klinické testy do 5 let, než bude možné je široce využívat srdce pacientů.
***
{Původní výzkumný dokument si můžete přečíst kliknutím na odkaz DOI uvedený níže v seznamu citovaných zdrojů}
Zdroje)
1. Mohamed a kol. 2018,. Regulace buněčného cyklu ke stimulaci proliferace dospělých kardiomyocytů a srdeční regenerace. Buňka. https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.02.014
2. University of Cambridge 2018. Záplatování zlomeného srdce. http://www.cam.ac.uk/research/features/patching-up-a-broken-heart. [Přístup 1. května 2018]
