Vedci zistili príčinu nedostatku schopnosti regenerovať bunky srdcového svalu

Kmeňové bunky výskumníkmi z University of California v Los Angeles (University of California, Los Angeles) stanoviť, prečo svalové bunky dospelého srdca - kardiomyocytov - stratili schopnosť proliferácie a môže vysvetľovať, prečo ľudské srdce, takže obmedzená schopnosť regenerovať.

Štúdia vykonaná na bunkových líniách a myší, môže viesť k rozvoju kardiomyocytov přeprogramovacích metód priamo v srdci pacienta, ktorá bude vytvárať nové svaly a opraviť poškodenia, hovorí Dr. Robb Mc Lellan (Robb MacLellan) z Centra regeneratívnej medicíny a štúdiom Eli kmeňových buniek Edith Brody (Eli a Edythe Široká centrum regeneratívnej medicíny a Stem Cell Research) v UCLA.

Na rozdiel od mŕtvych a salámandrov dospelé telo nedokáže spontánne opraviť poškodené orgány, ako je srdce. Nedávne štúdie však ukazujú, že cicavce majú schopnosť regenerovať srdce počas veľmi krátkeho časového obdobia - počas prvého týždňa života. Potom sa táto schopnosť stratila. Ale keby to bolo raz, možno bude obnovené?

Publikovaná v recenzovanom časopise Journal of Cell Biology, štúdia Dr. McLellana ukazuje, že je možné vrátiť ihlu bunkových hodín do času, kedy majú kardiomyocyty schopnosť proliferovať a obnovovať srdcový sval.

"Mloky a iné nižšie organizmy majú schopnosť dediferenciovaného svoje kardiomyocytov, alebo ich vrátiť do predchádzajúcej, viac primitívneho štátu, ktorý umožňuje, aby bunky k návratu do bunkového cyklu, vytvorí novú srdcový sval," - hovorí Dr. Mc Lellan, docent kardiológie a fyziológie. "U cicavcov je tento potenciál stratený. Keby sme vedeli, ako ho obnoviť, alebo vedel, že dôvod, prečo dospelý kardiomyocytov nie je množiť, mohli by sme sa snaží nájsť spôsob, ako regenerovať srdce, za použitia metód prírody. "

Kardiomyocyty sú odvodené z kmeňových progenitorových buniek alebo progenitorových buniek, ktoré tvoria srdce v dôsledku proliferácie. Akonáhle sa srdce vytvorí, nezrelé myocyty sa transformujú do zrelých buniek, ktoré už nie sú schopné reprodukovať. V prípade Tritons a Newts je situácia odlišná: ich kardiomyocyty sa môžu vrátiť do nezrelého alebo primitívneho stavu a opäť získať schopnosť množiť, opraviť poškodenie a potom sa vrátiť späť do zrelých buniek.

Podľa Dr Mack Lellana toho dôvodu, že v oblasti ľudských kardiomyocytov nie sú schopní robiť to isté, je pomerne jednoduchý: byť v primitívnym stave, kardiomyocytov strácajú schopnosť správne uzatvárať zmluvy, je nevyhnutné pre adekvátne srdce. Pretože človek je oveľa väčší ako mlok a salamandér, aby sme udržali optimálny krvný tlak a normálny krvný obeh, bolo by naše srdce oveľa efektívnejšie.

"V procese nášho vývoja sme pre udržanie optimálneho krvného tlaku a cirkulácie museli vzdať schopnosti regenerovať srdcový sval," hovorí McLellan. "Naše výhry sú účinnejšie kardiomyocyty a srdce. Ale bol to kompromis. "

Dr McLellan verí, že dočasné potlačenie expresie proteínu blokujúceho mechanizmus bunkového cyklu môže umožniť dospelým vrátiť sa do cyklu kardiomyocytov, to znamená k proliferácii. Tieto metódy musia mať reverzibilné účinky, takže účinok účinku na proteíny súvisiace s proliferáciou zmizne po oprave lézie. Potom sa kardiomyocyty opäť zmení na zrelé bunky a začnú pomáhať obnoviť obnovenie srdcového svalu. Na vyradenie proteínov, ktoré podporujú myocyty v ich zrelom stave, Dr. McLellan už zvažuje použitie nanočastíc na dodávanie malých interferujúcich RNA do srdca.

Pri infarkte myokardu časť srdca prestáva byť zásobovaná kyslíkom a kardiomyocyty umierajú a nahradia sa jazvy. Nájsť poškodenú časť srdca nie je ťažké, a ak je tu poskytnutý spôsob preprogramovanie pacientove vlastné svalové bunky v postihnutej oblasti bude potrebné zaviesť systém, ktorý riadi aktivitu proteínu svalových buniek a sú schopní vrátiť sa do primitívneho stavu. To vám umožní nahradiť mŕtve svalové srdce nažive.

"Schopnosť dolných organizmov regenerovať a prečo sa to u ľudí nevyskytuje, už dávno bolo povedané. Toto je prvý článok, ktorý vysvetľuje, prečo je to tak, "uviedol profesor McLellan.

Použitie ľudských embryonálnych kmeňových buniek (hESCs) alebo reprogramovaných indukovaných pluripotentných kmeňových buniek (iPSC) na regeneráciu srdca bolo predmetom veľa diskusií. Nie je však známe, aký stupeň regenerácie možno dosiahnuť a ako dôležité môžu byť prínosy z ich používania.

"Z môjho pohľadu je to potenciálny mechanizmus regenerácie srdcového svalu bez použitia kmeňových buniek," hovorí Dr. McLellan. "V tomto prípade sa každá osoba stane zdrojom buniek pre svoju vlastnú regeneráciu."

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