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 многобройни смъртни случаи. Поради нарастването на застаряването на населението, грижата за сърцето се превръща в необходимост, водеща 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 има изключителна способност да се лекува, например черният дроб може да се регенерира, когато е увреден, кожата ни също през повечето време и един бъбрек може да поеме функцията за двама. За съжаление, това не важи за повечето от нашите жизненоважни органи – включително сърцето. Когато човешкото сърце е увредено – причинено от болест или нараняване – щетите са вечни. Например, след сърдечен удар милиони или милиарди клетки на сърдечния мускул могат да бъдат загубени завинаги. Тази загуба постепенно отслабва сърцето и води до сериозни състояния като сърдечна недостатъчност или белези в сърцето, които могат да се окажат фатални. Сърдечната недостатъчност обикновено се получава, когато кардиомиоцитите (вид клетки) станат дефицитни. За разлика от тритоните и саламандри, възрастните хора не могат спонтанно да възстановят увредените органи като сърцето. При човешки ембрион или когато бебе расте в утробата, сърдечните клетки се делят и размножават, което помага на сърцето да расте и 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 - мозъка, 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 като цяло влияят върху превръщането на трансплантацията в реалност при повечето пациенти. Първо, сърцето, което се дарява от „донор”, трябва да бъде здраво сърце, преди донорът да почине, което означава, че сърцето трябва да бъде взето от млади хора, починали поради заболяване или наранявания и тези състояния не са повлияли на техните сърцето по всякакъв начин. Потенциалният пациент-получател трябва да съвпадне със сърцето на донора, за да получи трансплантацията. Това се изразява в дълго чакане. Като възможна алтернатива, потенциалът да се създаде 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 досега резултатите 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 (тоест клетки, които се размножават сами). Когато тези гени се комбинират с гени, които карат зрелите кардиомиоцити да влязат отново в клетъчния цикъл, те виждат, че клетките се делят и възпроизвеждат. И така, когато функцията на тези четири основни гена беше засилена, сърдечната тъкан показа регенерация. След сърдечна недостатъчност при пациент, тази комбинация подобрява сърдечната функция. Кардиомиоцитите показаха 15-20 процента разделение в настоящото проучване (в сравнение с 1 процент в по-ранни проучвания), което потвърждава надеждността и ефективността на това проучване. Това изследване може технически да бъде разширено и до други органи, тъй като тези четири гена са обща черта. Това е много уместна работа, защото всяко изследване на сърцето е първо много сложно и второ предаването на гени трябва да се извършва с повишено внимание, 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, Университета в Кеймбридж, Обединеното кралство, разработи иновативен начин за възстановяване на сърдечната тъкан, така че изобщо да не е необходим донор2. Те са използвали стволови клетки за отглеждане на 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 ярка перспектива за естествено асимилиране в сърцето на пациента, 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 е неуспешен, тъй като стволовите клетки не остават в сърдечния мускул, а вместо това се губят в кръвта. Настоящият пластир е „жива“ и „биеща“ сърдечна тъкан, която може да бъде прикрепена към орган (в този случай сърцето) и по този начин всяка повреда може да бъде поправена. Такива лепенки могат да се отглеждат, когато има нужда от пациент. Това по същество би надхвърлило необходимостта от изчакване на съвпадащ донор. Тези пластири могат също да бъдат отгледани с помощта на собствените клетки на сърдечния пациент, елиминирайки рисковете, свързани с трансплантацията на органи. Усвояване на пластира в a увредено сърце е инвазивна процедура и изисква правилни електрически импулси, за да направи сърдечния ритъм 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 за сърдечни 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.]
