Génová terapia PSAT1: Prielom v regenerácii myokardu po akútnom infarkte

Vedci z RIKEN (Japonsko), Kjótskej univerzity a Stanfordskej univerzity odhaľujú v oblasti teranostiky účinný protokol regenerácie srdca: jednorazové podanie PSAT1-modRNA RNA alebo AAV vektora s génom fosfoserín aminotransferázy 1 (PSAT1) do infarktovej oblasti srdca aktivuje endogénnu syntézu serínu, čo vedie k proliferácii kardiomyocytov, neovaskularizácii a významnému zlepšeniu funkcie ľavej komory.

Prečo PSAT1?

Po infarkte dospelé kardiomyocyty takmer úplne strácajú schopnosť deliť sa a oblasť jazvy sa vypĺňa spojivovým tkanivom, čo vedie k zníženiu pumpovacej funkcie. PSAT1 katalyzuje prvý krok limitujúci rýchlosť syntézy serínu (SSP) z glykolytického medziproduktu 3-fosfoglycerátu. Serín je kľúčovým substrátom pre metabolizmus jedného uhlíka, syntézu nukleotidov a glutatiónom sprostredkovanú ochranu pred oxidačným stresom.

Predklinický model myši

1. Vyvolanie infarktu: oklúzia ľavej prednej zostupnej koronárnej artérie (LAD) u myší C57BL/6.

2. Podávanie terapie: jednorazové podanie do periinfarktovej zóny

   • PSAT1-modRNA (rýchlo sa rozpadajúca, bez genomickej integrácie)

   • AAV9-PSAT1 (dlhodobá expresia)

3. Overenie expresie: Vrcholové hladiny PSAT1 boli pozorované po 24–48 hodinách (modRNA) alebo 7–14 dňoch (AAV9) pomocou Western blotu a imunofluorescencie.

4. Výsledky po 4-6 týždňoch:

   • Proliferácia kardiomyocytov: Počet buniek Ki67⁺/cTnT⁺ sa v okrajovej zóne jazvy zvýšil 2,5-násobne (p<0,001).

   • Funkcia ľavej komory: ejekčná frakcia (EF) sa zvýšila z 35 % na 50 – 52 % (kontrola – 38 %).

   • Veľkosť jazvy: plocha spojivového tkaniva sa zmenšila o 40 % (Massonov trichróm, p < 0,001).

   • Nová vaskularizácia: Kapilárna hustota CD31⁺ sa v ošetrovanej oblasti zvýšila o 60 %.

Potvrdenie v modeli prasaťa

1. Model miniprasiatok: akútna oklúzia LAD u miniprasiat z Yucatánu.
2. AAV9-PSAT1: jednorazové podanie dávky do myokardu počas revaskularizácie (podobne ako pri stentovaní).
3. Výsledky po 8 týždňoch:

• EF sa zvýšil o 12 % (z 30 % na 42 %).
• Jazva sa zmenšila o 25 %.
• Bezpečnosť: Neboli zistené žiadne arytmie, zápal mimo cieľa ani imunitná odpoveď na vektor.

Mechanické časti

• Metabolomika ukázala:

  • Zvýšenie serínu a glutatiónu v kardiomyocytoch o 45 %.

  • Zníženie ROS o 35 %, čo chráni bunky pred apoptózou.

• Sekvencia scRNA hraničnej zóny:

  • Zvýšená expresia Ccnd1, Mki67, Aurkb (proliferatívne markery).

  • Aktivácia Vegfa, Angpt2 (angiogenéza).

• CRISPR knockout PSAT1 v kardiomyocytoch zrušil všetky terapeutické účinky, čím potvrdil špecificitu.

Vyhlásenia autorov

„PSAT1 otvára dvere kardiomyocytom na delenie a obnovuje stratenú srdcovú funkciu po infarkte,“ hovorí Dr. Tsuji Masahiro.
„Model s prasaťou demonštruje klinickú použiteľnosť: AAV9-PSAT1 sa môže podávať súčasne s revaskularizáciou bez toho, aby sa zákrok výrazne zvýšil,“ dodáva profesor Li Chen zo Stanfordu.

Perspektívy klinického prekladu

1. Fáza I: Hodnotenie bezpečnosti a dávkovania PSAT1-modRNA u pacientov s akútnym STEMI v prvých 24 – 72 hodinách po revaskularizácii.
2. Fáza II/III: Porovnanie AAV9-PSAT1 s kontrolnou skupinou z hľadiska zlepšenia ejakulátu, redukcie jaziev a opätovných hospitalizácií.
3. Biomarkery odpovede: hladiny serínu/glutatiónu v plazme, CM-MRI objemu infarktu, markery apoptózy v biopsiách.

Záver

Táto štúdia demonštruje nový prístup k regenerácii srdca založený na génovom metabolizme: prechodná aktivácia syntézy serínu prostredníctvom PSAT1 umožňuje dospelým kardiomyocytom opätovný vstup do bunkového cyklu, rozšírenie kapilárnej siete a obnovenie funkcie po infarkte. Génové a modRNA terapie zamerané na PSAT1 sľubujú zmenu paradigmy liečby akútneho infarktu myokardu znížením zjazvenia a znížením rizika srdcového zlyhania.