Koniec z nieodwracalnymi skutkami zawału? Wyniki analiz z Sydney
Naukowcy z Uniwersytetu w Sydney oraz powiązanych z nim jednostek badawczych dostarczyli pierwszych bezpośrednich dowodów na to, że komórki ludzkiego mięśnia sercowego posiadają zdolność do odnowy po przebytym zawale. Wyniki tych prekursorskich badań, opublikowane w czasopiśmie naukowym „Circulation Research”, stanowią punkt odniesienia dla współczesnej kardiologii, udowadniając podział komórkowy u dorosłego człowieka i otwierając perspektywy dla innowacyjnych metod leczenia niewydolności serca.
- Zdolność regeneracji kardiomiocytów u ludzi została udokumentowana klinicznie; wcześniej analogiczny proces potwierdzono wyłącznie w testach na myszach
- Pionierska analiza bazowała na żywych próbkach tkanki sercowej, które zostały pobrane bezpośrednio od pacjentów poddawanych operacji pomostowania aortalno-wieńcowego
- Zidentyfikowana aktywność komórkowa w obszarach objętych zawałem ulega mierzalnemu zwiększeniu, jednak wciąż jest zbyt niska, by narząd mógł uleczyć się samodzielnie
Dowód na podział komórkowy w ludzkim sercu
Odkrycie zespołu badawczego z Uniwersytetu w Sydney, we współpracy z The Baird Institute oraz Royal Prince Alfred Hospital, weryfikuje dogmat medyczny, według którego dorosłe ludzkie serce jest narządem całkowicie pozbawionym mechanizmów samonaprawy. Dotychczas w kardiologii panował konsensus, że po uszkodzeniu niedokrwiennym dochodzi do nieodwracalnej martwicy tkanek, a powstała w tym miejscu tkanka bliznowata trwale upośledza funkcje mechaniczne narządu.
W publikacji na łamach „Circulation Research” naukowcy zaprezentowali weryfikowalne dane udowadniające, że uszkodzone komórki potrafią ponownie wejść w cykl komórkowy i z powodzeniem sfinalizować swój podział. Walidacja tej tezy była możliwa dzięki zastosowaniu unikatowej metody pozyskiwania próbek biologicznych, pobieranych na żywo od pacjentów w trakcie skomplikowanych zabiegów kardiochirurgicznych, a także z pełnego narządu od dawcy po stwierdzeniu śmierci mózgowej.
Za precyzyjne zabezpieczenie fragmentów mięśnia z obszarów dotkniętych patologią oraz stref zdrowych odpowiadali profesor Paul Bannon i profesor Sean Lal. Następnie, wykorzystując sekwencjonowanie RNA oraz wnikliwą analizę białek i szlaków metabolicznych, badacze jednoznacznie zidentyfikowali obecność podziału na poziomie molekularnym, eliminując margines błędu wynikający z wcześniejszego polegania wyłącznie na wskaźnikach pośrednich.
Granice naturalnej regeneracji a potencjał terapeutyczny
Choć bezspornie udowodniono, że serce człowieka reaguje na uszkodzenie niedokrwienne próbą odbudowy poprzez wytwarzanie nowych komórek, proces ten cechuje się silnymi ograniczeniami biologicznymi. Zespół udokumentował istotny statystycznie wzrost mitozy kardiomiocytów na wszystkich etapach, włącznie z końcową cytokinezą, w obrębie stref objętych zawałem.
Mimo tego przełomu klinicznego, udokumentowana naturalna regeneracja okazuje się zjawiskiem dalece niewystarczającym do przywrócenia pełnej funkcjonalności układu krążenia, ponieważ śmierć milionów komórek mięśniowych w trakcie ostrego niedokrwienia ma skalę masową. Doktor Robert Hume, główny autor badania i kardiolog z Uniwersytetu w Sydney, precyzyjnie zdefiniował charakter odkrycia, zaznaczając konieczność dalszej interwencji naukowej w ten biologiczny mechanizm.
– Nasze badanie pokazuje, że chociaż po zawale serce pozostaje zbliznowaciałe, wytwarza ono nowe komórki mięśniowe, co otwiera nowe możliwości. Mimo że to odkrycie dotyczące odrastania komórek mięśniowych jest ekscytujące, to wciąż nie wystarcza, aby zapobiec niszczycielskim skutkom zawału serca.
Powyższe stanowisko oznacza, że głównym celem współczesnej kardiologii nie będzie już wyłącznie spowalnianie degeneracji mięśnia sercowego, lecz opracowanie rozwiązań zdolnych do aktywnego potęgowania naturalnego potencjału narządu. Uzyskanie dowodów na istnienie tego mechanizmu u ludzi zdejmuje z naukowców ryzyko operowania wyłącznie na nieprzystających w pełni do ludzkiej biologii modelach zwierzęcych.
Nowy kierunek w leczeniu niewydolności układu krążenia
Konsekwencje prac badawczych zespołu z Uniwersytetu w Sydney bezpośrednio kształtują wektory rozwoju dla terapii regeneracyjnych stosowanych u chorych z zaawansowaną niewydolnością serca. W obecnej praktyce klinicznej, gdy bezużyteczna tkanka włóknista zajmuje przestrzeń obumarłych komórek, wydolność serca ulega permanentnemu osłabieniu, generując ostatecznie konieczność przeprowadzenia ryzykownych zabiegów transplantacji.
Szczegółowe analizy laboratoryjne pobranych tkanek doprowadziły naukowców do zidentyfikowania wczesnych celów molekularnych. Zespołowi badawczemu udało się wyodrębnić specyficzne białka strukturalne, które we wcześniejszych badaniach eksperymentalnych odpowiadały za inicjowanie mechanizmów naprawczych u myszy.
Na podstawie udokumentowanego zjawiska podziału komórkowego, zespół wyznaczył następujące priorytety kliniczne dla nowo projektowanych form leczenia:
- katalizacja stymulacji farmakologicznej na poziomie komórkowym, co pozwoli na sztuczne zintensyfikowanie namnażania komórek wokół utrwalonej blizny zawałowej,
- adaptacja zidentyfikowanych związków białkowych jako substancji czynnych wymuszających skuteczną mitozę ludzkich kardiomiocytów,
- projektowanie inwazyjnych terapii celowanych, służących systematycznej redukcji objętości zwłóknień i zastępowaniu ich pełnoprawną tkanką kurczliwą.
Bezpośrednia translacja udokumentowanej wiedzy na fizjologię człowieka konstytuuje punkt wyjścia do tworzenia innowacyjnej generacji leków. Zweryfikowanie możliwości występowania zjawiska mitozy kardiomiocytów in vivo pozwoli docelowo na skuteczne odwracanie powikłań strukturalnych po zawale, minimalizując globalne odsetki umieralności oraz ograniczając drastycznie odsetek pacjentów wymagających przeszczepu serca.
Źródło: Pacjenci.pl
