Последните проучвания на близнаци показват нови начини за регенериране на увредено сърце
Сърдечната недостатъчност засяга най-малко 26 милиона души по света и е отговорна за множество фатални смъртни случаи. Поради нарастването на застаряващото население, грижата за сърце се превръща в необходимост, което води до увеличаване на разходите. Има значителен напредък в терапевтичните лечения за сърце и се предприемат много превантивни стъпки, но смъртността и заболеваемостта все още са много високи. Има много малко възможности за лечение и най-вече се основава на сърдечна трансплантация за пациенти, които наистина са в краен стадий и прогресират към пълна сърдечна недостатъчност.
Тялото ни наистина има изключителна способност да се самолекува, например черният дроб може да се регенерира, когато е повреден, кожата ни също през повечето време и един бъбрек може да поеме функцията за два. За съжаление, това не е вярно за повечето от нашите жизненоважни органи – включително сърцето. Когато човешкото сърце е увредено – причинено от заболяване или нараняване – увреждането е постоянно. Например след инфаркт милиони или милиарди клетки на сърдечния мускул могат да бъдат загубени завинаги. Тази загуба отслабва сърцето постепенно и води до сериозни състояния като сърдечна недостатъчност или белези в сърцето, които могат да се окажат фатални. Сърдечна недостатъчност обикновено възниква, когато кардиомиоцитите (тип клетки) станат недостатъчни. За разлика от тритоните и саламандрите, възрастните хора не могат спонтанно да възстановят увредени органи като сърцето. В човешки ембрион или когато бебето расте в утробата, сърце клетките се делят и размножават, което помага на сърцето да расте и да се развива в продължение на девет месеца. Но бозайниците, включително хората, не притежават способността да регенерират сърцето, тъй като губят тази способност впоследствие и напълно след около седмица след раждането. Клетките на сърдечния мускул губят способността си да се делят и размножават и следователно не могат да се регенерират. Това важи и за други човешки клетки – мозък, гръбначен мозък и т.н. Тъй като тези възрастни клетки не могат да се делят, човешкото тяло не може да замени клетките, които са увредени или загубени и това води до заболявания. Въпреки че това е и причината никога да няма сърдечен тумор – туморите се причиняват от неконтролиран растеж на клетките. Ако обаче може да се направи възможно тези клетки да се разделят отново, това може да доведе до „регенерация“ на редица тъкани и да помогне за възстановяване на орган.
Единствената възможност, която всеки има, когато страда от слаб или увредено сърце или сърдечно заболяване е да получите сърдечна трансплантация. Това има множество аспекти, които обикновено засягат трансплантацията да стане реалност при повечето пациенти. Първо, сърцето, което е дарено от „донор“, трябва да е здраво сърце, преди донорът да почине, което означава, че сърцето трябва да бъде събрано от млади хора, които са починали поради заболяване или наранявания и тези състояния не са засегнали тяхното сърце по всякакъв начин. Потенциалният пациент-реципиент трябва да съответства на сърцето на донора, за да получи трансплантацията. Това означава дълго чакане. Като възможна алтернатива, потенциалът за създаване на нов мускул в сърцето чрез клетъчно делене може да предложи надежда на милиони с увредено сърце. Много процедури са изпробвани и тествани от научната общност, но резултатите досега са неефективни.
В ново проучване, публикувано в Cell, изследователи от Калифорнийския университет, Сан Франциско, САЩ за първи път разработиха ефективен и стабилен метод в животински модели, за да накарат възрастните сърдечни клетки (кардиомиоцити) да се разделят и по този начин потенциално да възстановят увредената част от сърцето1. Авторите идентифицират четири гена, които участват в клетъчното делене (т.е. клетки, които се размножават сами). Когато тези гени бяха комбинирани с гени, които карат зрелите кардиомиоцити да влязат отново в клетъчен цикъл, те видяха, че клетките се делят и възпроизвеждат. И така, когато функцията на тези четири основни гена беше подобрена, сърце тъканта показва регенерация. След сърдечна недостатъчност при пациент тази комбинация подобрява сърдечната дейност. Кардиомиоцитите показаха 15-20 процента разделение в настоящото проучване (в сравнение с 1 процент в по-ранни проучвания), което циментира надеждността и ефективността на това изследване. Технически това изследване може да бъде разширено до други органи, тъй като тези четири гена са обща характеристика. Това е много подходяща работа, тъй като всяко изследване на сърце първо е много сложно и второ, доставянето на гени трябва да се извършва внимателно, за да не се предизвикат тумори в тялото. Тази работа може да се превърне в много мощен подход за регенериране на сърцето, а също и на други органи.
Друго проучване на Института за стволови клетки, Университет в Кеймбридж, Обединеното кралство, разработи иновативен начин за възстановяване сърце такава тъкан, че донор изобщо няма да е необходим2. Те са използвали стволови клетки, за да отгледат живи петна от „сърдечен мускул“ в лабораторията, които са само 2.5 квадратни сантиметра, но изглеждат като мощен потенциален инструмент за лечение на пациенти със сърдечна недостатъчност. Тези пластири имат добра перспектива за естествено асимилиране в пациента сърце т.е. това е „напълно функционална“ тъкан, която бие и се свива точно като нормален сърдечен мускул. По-ранен подход за инжектиране на стволови клетки в тялото за възстановяване на сърцето беше неуспешен, тъй като стволовите клетки не оставаха в сърце мускул, но вместо това се изгуби в кръвта. Настоящият пластир е „жива“ и „биеща“ сърдечна тъкан, която може да бъде прикрепена към орган (в този случай сърце) и по този начин всяка повреда може да бъде поправена. Такива пластири могат да се отглеждат, когато и когато има търсене на пациент. Това по същество би надхвърлило необходимостта да се чака за съответстващ донор. Тези пластири също могат да се отглеждат с помощта на сърце собствените клетки на пациента, елиминирайки рисковете, свързани с трансплантацията на органи. Асимилирането на пластира в a увредено сърце е инвазивна процедура и изисква правилни електрически импулси за извършване на сърце победи добре интегриран с пластир. Но рисковете, свързани с този вид процедура, са по-добри от пълната сърдечна трансплантация, която е много по-инвазивна. Екипът се подготвя за изпитвания върху животни и клинични изпитвания в рамките на 5 години, преди това да може да се използва широко сърце пациенти.
***
{Можете да прочетете оригиналната изследователска статия, като щракнете върху връзката DOI, дадена по-долу в списъка с цитирани източници}
Източник (и)
1. Мохамед и др. 2018 г.,. Регулиране на клетъчния цикъл за стимулиране на пролиферацията на кардиомиоцитите при възрастни и регенерацията на сърцето. Клетка. https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.02.014
2. Университет Кеймбридж 2018. Закърпване на разбито сърце. http://www.cam.ac.uk/research/features/patching-up-a-broken-heart. [Достъп на 1 май 2018 г.]
