Последните проучвания на близнаци показват нови начини за регенериране на увредено сърце
Сърдечната недостатъчност засяга най-малко 26 милиона души по света и е причина за множество смъртни случаи. Поради застаряването на населението, грижата за сърцето се превръща в необходимост, което води до увеличаване на разходите. Налице е значителен напредък в терапевтичните лечения за сърцето и се предприемат много превантивни мерки, но смъртността и заболеваемостта все още са много високи. Налични са много малко възможности за лечение и най-вече то се основава на трансплантация на сърце за пациенти, които 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 увреден, кожата ни също в повечето случаи, а един бъбрек може да поеме функцията на два. За съжаление, това не е вярно за повечето от жизненоважните ни органи – включително сърцето. Когато човешкото сърце е увредено – причинено от заболяване или нараняване – увреждането е постоянно. Например, след инфаркт, милиони или милиарди сърдечни мускулни клетки могат да бъдат загубени завинаги. Тази загуба постепенно отслабва сърцето и води до сериозни състояния като сърдечна недостатъчност или белези по сърцето, които могат да се окажат фатални. Сърдечната недостатъчност обикновено се получава, когато кардиомиоцитите (вид 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, сърдечните клетки се делят и размножават, което помага на сърцето да расте и се развива в продължение на девет месеца. Но бозайниците, включително хората, нямат способността да регенерират сърцето, тъй като губят тази способност впоследствие и напълно след около седмица след раждането. Сърдечните мускулни клетки 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 др. Тъй като тези възрастни клетки не могат да се делят, човешкото тяло не може да замести увредените или загубени клетки и това води до заболявания. Въпреки че това е и причината никога да няма тумор на сърцето – туморите се причиняват от неконтролиран растеж на клетките. Ако обаче може да се направи възможно тези клетки да се делят отново, това би могло да доведе до „регенерация“ на редица тъкани и да помогне за възстановяването на орган.
Единствената възможност, която човек има, когато страда от слабо или увредено сърце или сърдечно заболяване, е да получи сърдечна трансплантация. Това има множество аспекти, които обикновено влияят на осъществяването на трансплантация при повечето пациенти. Първо, сърцето, дарено от „донор“, трябва да е здраво сърце преди донора да почине, което означава, че сърцето трябва да бъде взето от млади хора, починали поради болест или наранявания и тези състояния не са засегнали сърцето им по никакъв начин. Потенциалният пациент-реципиент трябва да съответства на сърцето на донора, за да получи трансплантацията. Това се изразява в дълго чакане. Като възможна алтернатива, възможността за създаване на нов мускул в сърцето чрез клетъчно делене би могла да даде надежда на милиони хора 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 в Сан Франциско, САЩ, за първи път разработиха ефикасен и стабилен метод в животински модели, който кара възрастни сърдечни клетки (кардиомиоцити) да се делят и по този начин потенциално да възстановят увредената част на сърцето1 . Авторите идентифицираха четири гена, които участват в клетъчното делене (т.е. клетки, които се размножават самостоятелно). 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. Така че, когато функцията на тези четири основни гена беше подобрена, сърдечната тъкан показа регенерация. След сърдечна недостатъчност при пациент, тази комбинация подобрява сърдечната функция. Кардиомиоцитите показаха 15-20 процента делене в настоящото проучване (в сравнение с 1 процент в по-ранни проучвания), което затвърждава надеждността и ефективността на това проучване. Това проучване технически би могло да бъде разширено до други органи, тъй като тези четири гена са обща характеристика. Това е много подходяща работа, защото всяко проучване върху сърцето е първо много сложно и второ, доставянето на гени трябва да се извършва с повишено внимание, за да не се причинят тумори в тялото. Тази работа може да се превърне в много мощен подход за регенериране на сърцето, както и на други органи.
Друго проучване на Института за стволови клетки към Университета в Кеймбридж, Великобритания, е разработило иновативен начин за възстановяване на сърдечна тъкан, така че изобщо да не е необходим донор2 . Те са използвали стволови клетки, за да отгледат живи участъци от „сърдечен мускул“ в лаборатория, които са само 2.5 квадратни сантиметра, но изглеждат като мощен потенциален инструмент за лечение на пациенти със сърдечна недостатъчност. Тези участъци имат голяма перспектива да се асимилират естествено 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 бил неуспешен, защото стволовите клетки не са оставали в сърдечния мускул, а са се губели в кръвта. Настоящият участък е „жива“ и „биеща“ сърдечна тъкан, която може да се прикрепи към орган (в този случай сърцето ) и по този начин всяко увреждане може да бъде поправено. Такива участъци биха могли да се отглеждат, когато има търсене от пациента. Това по същество би надминало необходимостта от чакане на съответстващ донор. Тези участъци биха могли да се отглеждат и с помощта на собствените клетки на сърцето на пациента, елиминирайки рисковете, свързани с трансплантацията на органи. Асимилирането на пластира в увредено сърце е инвазивна процедура и изисква правилни електрически импулси, за да се накара сърцето да бие добре интегрирано с пластира. Но рисковете, свързани с този вид процедура, са по-добри от тези при пълна трансплантация на сърце, 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 при пациенти със сърдечни заболявания.
***
Източник (и)
1. Mohamed et al. 2018,. Регулация на клетъчния цикъл за стимулиране на пролиферацията на възрастни кардиомиоцити и сърдечна регенерация. Cell . 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 . [Достъпно на 1 май 2018 г.]
***
