Štúdia skúma regeneráciu srdcových buniek pri hľadaní nových spôsobov liečby

Keď pacient zažije zlyhanie srdca, jednu z hlavných príčin smrti na celom svete, začne strácať zdravé a fungujúce srdcové bunky. Srdcové zlyhanie spôsobuje, že tieto kedysi pružné bunky sa premenia na vláknité bunky, ktoré už nie sú schopné sťahovať sa a relaxovať. Toto tvrdnutie srdcových buniek zhoršuje ich schopnosť efektívne transportovať krv do ostatných orgánov v ľudskom tele. Keďže ľudia nedokážu tieto srdcové bunky regenerovať, pacienta čaká dlhá cesta k uzdraveniu, vrátane preventívnej alebo symptomatickej liečby.

Niektoré cicavce sú však schopné regenerovať srdcové bunky, hoci k tomu zvyčajne dochádza v priebehu času bezprostredne po narodení. Na základe toho Mahmoud Salama Ahmed, Ph.D., a medzinárodný tím výskumníkov dokončili štúdiu na identifikáciu nových terapeutických činidiel alebo existujúcich terapeutických režimov, ktoré predtým schválil americký Úrad pre kontrolu potravín a liečiv (FDA) na regeneráciu srdcových buniek.

Ich štúdia „Identifikácia liekov schválených FDA, ktoré indukujú regeneráciu srdca u cicavcov“ bola publikovaná v Nature Cardiovascular Research.

"Táto štúdia je zameraná na regeneračnú terapiu, nie na symptomatickú liečbu," dodal Ahmed.

Ahmed, profesor farmaceutických vied na Jerry H. Hodge School of Pharmacy na Texaskej technickej univerzite, pracoval na tejto štúdii v University of Texas Southwestern Medical Center. Povedal, že súčasná štúdia stavia na zisteniach zo štúdie z roku 2020 z laboratória Heshama Sadeka, MD, v UT Southwestern Medical Center.

V tejto štúdii výskumníci preukázali, že myši mohli skutočne regenerovať srdcové bunky, keď boli geneticky odstránené dva transkripčné faktory: Meis1 a Hoxb13. Vyzbrojený týmito informáciami, Ahmed a jeho spoluautori začali svoju najnovšiu štúdiu v roku 2018 na University of Texas Southwestern Medical Center. Začali zacielením na transkripčné faktory (Meis1 a Hoxb13) pomocou paromomycínu a neomycínu, dvoch aminoglykozidových antibiotík.

"Vyvinuli sme inhibítory na vypnutie vnútornej transkripcie a obnovenie regeneračnej schopnosti srdcových buniek," dodal Ahmed.

Ahmed povedal, že štruktúry paromomycínu a neomycínu naznačujú ich potenciál viazať sa na transkripčný faktor Meis1 a inhibovať ho. Aby tím pochopil, ako k tejto väzbe môže dôjsť, musel najprv odhaliť molekulárne mechanizmy paromomycínu a neomycínu a ako sa viažu na gény Meis1 a Hoxb13.

„Začali sme to testovať na myšiach trpiacich infarktom myokardu alebo ischémiou,“ vysvetlil Ahmed. "Zistili sme, že obe liečivá (paromomycín a neomycín) pôsobia synergicky na zvýšenie ejekčnej frakcie (percento krvi opúšťajúcej srdce pri každej kontrakcii), takže kontraktilita komôr (srdcových komôr) sa výrazne zlepšuje. Tým sa zvýšil srdcový výdaj a zredukoval vláknitú jazvu, ktorá sa vytvorila v srdci.“

Tím spolupracoval s vedcami z University of Alabama v Birminghame na podávaní paromomycínu a neomycínu ošípaným trpiacim infarktom myokardu. Zistili, že ošípané trpiace infarktom myokardu mali pri podávaní paromomycínu a neomycínu lepšiu kontraktilitu, ejekčnú frakciu a celkové zlepšenie srdcového výdaja.

V budúcom výskume sa Ahmed zaujíma o kombináciu väzbových profilov paromomycínu a neomycínu do jednej molekuly namiesto dvoch. Ak sa to podarí, povedal, že nová molekula by sa mohla vyhnúť akýmkoľvek nežiaducim alebo potenciálne nechceným účinkom spojeným s rezistenciou na antibiotiká.

"Chceme vytvoriť nové syntetizované malé molekuly, ktoré sa zameriavajú na Meis1 a Hoxb13," povedal Ahmed. "Chceme pokračovať v štúdii na ošípaných v súvislosti s toxikologickými štúdiami. Dúfame, že v budúcnosti to bude úvod do klinických štúdií na ľuďoch."

„Dobrou správou je, že používame niekoľko liekov schválených FDA so zavedeným bezpečnostným profilom a dobre známymi vedľajšími účinkami, takže môžeme obísť niektoré kroky schvaľovania nového skúšaného lieku. V tom je krása prepracovania liekov: sa môžeme dostať na kliniku skôr, aby sme mohli začať zachraňovať životy.“