Nowe badanie z University of North Carolina (UNC) w School of Medicine w Chapel Hill sugeruje, że blizny na tkankach serca są niezbędną częścią leczenia i powinniśmy być ostrożni, aby przerwać to działanie, ponieważ może to jeszcze bardziej osłabić serce. Naukowcy opisują swoje odkrycie w internetowym wydaniu The EMBO Journal z 15 listopada.
Gdy dana osoba ma atak serca, brak tlenu powoduje uszkodzenie części tkanki i powstanie blizny. Do tego czasu wielu naukowców uważało, że ważne jest, aby zmniejszyć bliznowacenie, ponieważ twardnieje ściany serca i zmniejsza jego zdolność do pompowania krwi dookoła ciała.
Ale starszy autor, dr Arjun Deb, adiunkt medycyny i fizjologii komórek i molekularnych w UNC School of Medicine, i współpracownicy, odkryli, że blokowanie komórek w zewnętrznej warstwie serca ssaka w generowaniu blizny może prowadzić do niewydolności serca. Wykazali to u myszy laboratoryjnych.
Doszli do wniosku, że nie należy dopuścić do tego, aby blizny przebiegały całkowicie, ale bardziej przypadek interwencji czasowej w celu osiągnięcia właściwej równowagi pomiędzy regeneracją tkanek, która powoduje blizny, a zmniejszeniem uszkodzeń blizn.
Deb, który jest również członkiem McAllister Heart Institute w UNC i Kompleksowego Centrum Cancer Lineberger, powiedział imedia:
«Teraz wiemy, że blizny to dobra rzecz, ponieważ zapobiega gwałtownemu spadkowi funkcji serca natychmiast po ucisku serca.»
«Nie chodzi o to, czy, ale kiedy ma sens manipulowanie komórkami serca, aby zmniejszyć blizny i regenerację włosów», powiedział Deb.
Niższe organizmy, takie jak danio pręgowany, pasiaste, kciuki, popularnie badane w laboratoriach i powszechnie jedna z pierwszych sieci ryb, kiedy zakładamy domowe akwarium, mają niezwykłą zdolność do regeneracji tkanki w sposób naturalny – coś, co jest nieobecne w takich organizmach jak my.
Badając danio pręgowanego w laboratorium, naukowcy zauważyli, że kiedy ich serca są uszkodzone, epicardium, cienka warstwa komórek na wewnętrznej powierzchni mięśnia sercowego, wydaje się odgrywać kluczową rolę w późniejszej regeneracji tkanek.
W tym badaniu Deb i współpracownicy postanowili zbadać, co dzieje się z nasypem serca ssaka po urazie, takim jak atak serca.
Stwierdzili, że odegrał on również kluczową rolę, ale różni się od tej u danio pręgowanego. W rybach zauważyli, że nasienie wydaje się być bezpośrednio zaangażowane w regenerację komórek mięśnia sercowego, podczas gdy u ssaków u badanych przez nich myszy wytwarzają one fibroblasty, komórki znajdujące się pod tkanką bliznowatą.
W toku dalszych badań odkryli, że białko sterowało komórkami macierzystymi w epicardium, aby stać się fibroblastami. Białko to nazywa się Wnt1 i wcześniej wykazano, że wzmacnia ono funkcję ludzkich komórek macierzystych naczyń krwionośnych.
Być może, przypuszczali oni, że jeśli przerywają sygnalizację Wnt1, aktywność zmieni się z pobudzania fibroblastów do wytwarzania komórek krwioobiegu, zmniejszając w ten sposób bliznowacenie i pomagając w regeneracji i funkcjonowaniu serca.
Ale kiedy zrobili to w genetycznie zmodyfikowanych myszach tuż po uszkodzeniu serca, rozwinęli niewydolność serca w ciągu 2 tygodni.
Deb powiedziała, że było jasne, że istnieją pewne «ewolucyjne podobieństwa» między danio pręgowanym a myszami, ale dla ssaków, w przeciwieństwie do organizmów niższych, musi istnieć przewaga, aselection presja, aby uzyskać reakcję na uszkodzenie serca, które prowadzi do powstawania blizn, ponieważ na niewydolność serca.
Zastanawiając się nad tym, jaka jest ta korzyść, powiedział:
«W organizmach, w których występuje wysokie ciśnienie krwi, komórki te mogą potrzebować przekształcenia się w tkankę bliznowatą w celu utrzymania wytrzymałości na rozciąganie ściany serca i zapobiegania katastroficznemu pęknięciu.»
Zespół eksperymentuje teraz z interwencją w procesie gojenia w różnych różnych momentach po urazie: manipulując komórkami nasienia w epicardium w różnych punktach czasowych, aby sprawdzić, czy mogą przekonać je, by zamiast tego nie stały się fibroblastami i zamiast tego regenerowały miocyty.
Mają nadzieję, że to, co odkryją, pewnego dnia doprowadzi do nowych sposobów pomagania pacjentom w powrocie do zdrowia po atakach serca.
Środki z Narodowego Instytutu Zdrowia i Ellison Medical Foundation pomogły zapłacić za badanie.
Napisane przez dr Catharine Paddock
Nowe Badania i Wnioski
W 2024 roku badania nad regeneracją serca wciąż nabierają tempa. Naukowcy odkryli, że dodatkowe terapie wspomagające, takie jak terapie komórkowe, mogą zwiększyć efektywność procesów regeneracyjnych. W jednym z badań wykazano, że zastosowanie komórek macierzystych z tkanki tłuszczowej może znacząco poprawić działanie serca po ataku.
Statystyki mówią same za siebie: w ciągu ostatnich pięciu lat liczba pacjentów, którzy korzystają z terapii regeneracyjnych, wzrosła o 30%. Warto również zauważyć, że badania nad genetyką komórek serca odkrywają nowe możliwości, które do tej pory były nieosiągalne.
Dzięki nowym technologiom, takim jak CRISPR, naukowcy mogą edytować geny odpowiadające za produkcję białek wspomagających regenerację, co daje nadzieję na przyszłe terapie, które mogłyby całkowicie zmienić oblicze kardiologii.
Patrząc w przyszłość, możemy spodziewać się, że połączenie badań nad bliznami i nowoczesnymi terapiami doprowadzi do przełomowych rozwiązań w leczeniu chorób serca. Współpraca między różnymi dziedzinami medycyny jest kluczowa, aby zrozumieć złożoność procesów regeneracyjnych i znaleźć skuteczne metody leczenia.
