Πρόσφατες μελέτες διδύμων έχουν δείξει νέους τρόπους αναγέννησης μιας κατεστραμμένης καρδιάς
Η καρδιακή ανεπάρκεια επηρεάζει τουλάχιστον 26 εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως και ευθύνεται για πολλούς θανατηφόρους θανάτους. Λόγω της αύξησης της γήρανσης του πληθυσμού, η φροντίδα του καρδιά γίνεται ανάγκη που οδηγεί σε αύξηση των δαπανών. Έχουν σημειωθεί σημαντικές πρόοδοι στις θεραπευτικές θεραπείες για την καρδιά και γίνονται πολλά προληπτικά μέτρα, ωστόσο, η θνησιμότητα και η νοσηρότητα είναι ακόμα πολύ υψηλή. Πολύ λίγες επιλογές θεραπείας είναι διαθέσιμες και κυρίως βασίζεται σε μεταμόσχευση καρδιάς για ασθενείς που βρίσκονται πραγματικά στο τελικό στάδιο και προχωρούν προς την πλήρη καρδιακή ανεπάρκεια.
Το σώμα μας έχει μια εξαιρετική ικανότητα να αυτοθεραπεύεται, για παράδειγμα το συκώτι μπορεί να αναγεννηθεί όταν είναι κατεστραμμένο, το δέρμα μας επίσης τις περισσότερες φορές και ένας νεφρός θα μπορούσε να αναλάβει τη λειτουργία για δύο. Δυστυχώς, αυτό δεν ισχύει για τα περισσότερα από τα ζωτικά μας όργανα – συμπεριλαμβανομένης της καρδιάς. Όταν μια ανθρώπινη καρδιά έχει υποστεί βλάβη – που προκαλείται από ασθένεια ή τραυματισμό – η βλάβη είναι διαρκής. Για παράδειγμα, μετά από ένα έμφραγμα, εκατομμύρια ή δισεκατομμύρια μυϊκά κύτταρα της καρδιάς μπορούν να χαθούν για πάντα. Αυτή η απώλεια εξασθενεί την καρδιά σταδιακά και οδηγεί σε σοβαρές καταστάσεις όπως καρδιακή ανεπάρκεια ή ουλές στην καρδιά που μπορεί να αποδειχθούν θανατηφόρες. Η καρδιακή ανεπάρκεια συνήθως προκύπτει όταν τα καρδιομυοκύτταρα (τύπος κυττάρων) παρουσιάζουν έλλειψη. Σε αντίθεση με τους τρίτωνες και τις σαλαμάνδρες, οι ενήλικες άνθρωποι δεν μπορούν να αναγεννήσουν αυθόρμητα κατεστραμμένα όργανα όπως η καρδιά. Σε ανθρώπινο έμβρυο ή όταν ένα μωρό μεγαλώνει στη μήτρα, καρδιά Τα κύτταρα διαιρούνται και πολλαπλασιάζονται, γεγονός που βοηθά την καρδιά να αναπτυχθεί και να αναπτυχθεί για εννέα μήνες. Αλλά τα θηλαστικά, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, δεν έχουν την ικανότητα να αναγεννήσουν την καρδιά καθώς χάνουν αυτή την ικανότητα στη συνέχεια και εντελώς μετά από περίπου μια εβδομάδα από τη γέννησή τους. Τα κύτταρα των καρδιακών μυών χάνουν την ικανότητά τους να διαιρούνται και να πολλαπλασιάζονται και ως εκ τούτου δεν μπορούν να αναγεννηθούν. Αυτό ισχύει και για άλλα ανθρώπινα κύτταρα – τον εγκέφαλο, νωτιαίος μυελός κ.λπ. Επειδή αυτά τα ενήλικα κύτταρα δεν μπορούν να διαιρεθούν, το ανθρώπινο σώμα δεν μπορεί να αντικαταστήσει τα κύτταρα που έχουν καταστραφεί ή χαθεί και αυτό οδηγεί σε ασθένειες. Αν και αυτός είναι και ο λόγος που δεν υπάρχει ποτέ όγκος στην καρδιά – οι όγκοι προκαλούνται λόγω της ανεξέλεγκτης ανάπτυξης των κυττάρων. Εάν, ωστόσο, καταστεί δυνατή η εκ νέου διαίρεση αυτών των κυττάρων, αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε «αναγέννηση» ορισμένων ιστών και να βοηθήσει στην επισκευή ενός οργάνου.
Η μόνη επιλογή που έχει κάποιος όταν πάσχει από αδύναμο ή κατεστραμμένη καρδιά ή μια καρδιακή νόσο είναι να λάβετε μεταμόσχευση καρδιάς. Αυτό έχει πολλές πτυχές που γενικά επηρεάζουν το να γίνει πραγματικότητα μια μεταμόσχευση στους περισσότερους ασθενείς. Πρώτον, η καρδιά που δωρίζεται από έναν «δότη» πρέπει να είναι μια υγιής καρδιά πριν ο δότης πεθάνει, πράγμα που σημαίνει ότι η καρδιά πρέπει να συλλέγεται από νέους που έχουν πεθάνει λόγω ασθένειας ή τραυματισμών και αυτές οι συνθήκες δεν έχουν επηρεάσει τους καρδιά με οποιονδήποτε τρόπο. Ο υποψήφιος ασθενής λήπτης πρέπει να ταιριάζει με την καρδιά του δότη για να λάβει το μόσχευμα. Αυτό μεταφράζεται σε μακρά αναμονή. Ως πιθανή εναλλακτική λύση, η δυνατότητα δημιουργίας νέου μυός στην καρδιά μέσω της κυτταρικής διαίρεσης θα μπορούσε να προσφέρει ελπίδα σε εκατομμύρια με κατεστραμμένη καρδιά. Πολλές διαδικασίες έχουν δοκιμαστεί και δοκιμαστεί από την επιστημονική κοινότητα, ωστόσο, μέχρι στιγμής τα αποτελέσματα ήταν αναποτελεσματικά.
Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Κύτταρο, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στο Σαν Φρανσίσκο, στις ΗΠΑ ανέπτυξαν για πρώτη φορά μια αποτελεσματική και σταθερή μέθοδο σε ζωικά μοντέλα για να κάνουν τα ενήλικα καρδιακά κύτταρα (καρδιομυοκύτταρα) να διαιρούνται και να επιδιορθώνουν έτσι το κατεστραμμένο τμήμα της καρδιάς1. Οι συγγραφείς εντόπισαν τέσσερα γονίδια που εμπλέκονται στην κυτταρική διαίρεση (δηλαδή κύτταρα που πολλαπλασιάζονται μόνα τους). Όταν αυτά τα γονίδια συνδυάστηκαν με γονίδια που προκαλούν τα ώριμα καρδιομυοκύτταρα να εισέλθουν ξανά σε έναν κυτταρικό κύκλο, είδαν ότι τα κύτταρα διαιρούνταν και αναπαράγονταν. Έτσι, όταν η λειτουργία αυτών των τεσσάρων βασικών γονιδίων ενισχύθηκε, το καρδιά ο ιστός παρουσίασε αναγέννηση. Μετά από καρδιακή ανεπάρκεια σε έναν ασθενή, αυτός ο συνδυασμός βελτιώνει την καρδιακή λειτουργία. Τα καρδιομυοκύτταρα εμφάνισαν διαίρεση 15-20 τοις εκατό στην τρέχουσα μελέτη (σε σύγκριση με 1 τοις εκατό σε προηγούμενες μελέτες), ενισχύοντας την αξιοπιστία και την αποτελεσματικότητα αυτής της μελέτης. Αυτή η μελέτη θα μπορούσε τεχνικά να επεκταθεί και σε άλλα όργανα επειδή αυτά τα τέσσερα γονίδια είναι ένα κοινό χαρακτηριστικό. Αυτή είναι μια πολύ σχετική εργασία γιατί οποιαδήποτε μελέτη για το καρδιά είναι πρώτον πολύ περίπλοκο και δεύτερον η παράδοση των γονιδίων πρέπει να γίνεται με προσοχή ώστε να μην προκληθούν όγκοι στο σώμα. Αυτή η εργασία θα μπορούσε να μετατραπεί σε μια πολύ ισχυρή προσέγγιση για την αναγέννηση της καρδιάς και άλλων οργάνων.
Μια άλλη μελέτη από το Ινστιτούτο Βλαστοκυττάρων του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, στο Ηνωμένο Βασίλειο, ανέπτυξε έναν καινοτόμο τρόπο επισκευής καρδιά ιστό τέτοιο ώστε να μην απαιτείται καθόλου δότης2. Έχουν χρησιμοποιήσει βλαστοκύτταρα για να αναπτύξουν ζωντανά επιθέματα «καρδιακού μυός» στο εργαστήριο, τα οποία είναι μόνο 2.5 τετραγωνικά εκατοστά, αλλά μοιάζουν με ένα ισχυρό δυνητικό εργαλείο για τη θεραπεία ασθενών που έχουν καρδιακή ανεπάρκεια. Αυτά τα έμπλαστρα έχουν μια φωτεινή προοπτική να αφομοιωθούν φυσικά με αυτά του ασθενούς καρδιά δηλ. είναι ένας «πλήρως λειτουργικός» ιστός που χτυπά και συσπάται όπως ένας φυσιολογικός καρδιακός μυς. Μια παλαιότερη προσέγγιση της έγχυσης βλαστοκυττάρων στο σώμα για την αποκατάσταση της καρδιάς ήταν ανεπιτυχής επειδή τα βλαστοκύτταρα δεν παρέμειναν στο καρδιά μυς αλλά αντίθετα χάθηκε στο αίμα. Το τρέχον έμπλαστρο είναι ένας «ζωντανός» και «χτυπώντας» καρδιακός ιστός που μπορεί να συνδεθεί σε ένα όργανο (σε αυτή την περίπτωση καρδιά) και έτσι οποιαδήποτε ζημιά θα μπορούσε να επισκευαστεί. Τέτοια επιθέματα θα μπορούσαν να καλλιεργηθούν όταν και όταν υπάρχει ζήτηση για ασθενή. Αυτό ουσιαστικά θα ξεπερνούσε την ανάγκη αναμονής για έναν αντίστοιχο δότη. Αυτά τα μπαλώματα θα μπορούσαν επίσης να αναπτυχθούν χρησιμοποιώντας το καρδιά τα κύτταρα του ίδιου του ασθενούς εξαλείφοντας τους κινδύνους που ενέχουν η μεταμόσχευση οργάνων. Αφομοίωση του εμπλάστρου σε α κατεστραμμένη καρδιά είναι μια επεμβατική διαδικασία και απαιτεί σωστές ηλεκτρικές ώσεις για την κατασκευή του καρδιά χτυπήστε καλά ενσωματωμένο με ένα έμπλαστρο. Αλλά οι κίνδυνοι που εμπεριέχονται σε αυτό το είδος διαδικασίας είναι καλύτεροι από μια ολική μεταμόσχευση καρδιάς που είναι πολύ πιο επεμβατική. Η ομάδα ετοιμάζεται για δοκιμές σε ζώα και κλινικές δοκιμές εντός 5 ετών προτού αυτό χρησιμοποιηθεί ευρέως καρδιά ασθενείς.
***
{Μπορείτε να διαβάσετε την αρχική ερευνητική εργασία κάνοντας κλικ στον σύνδεσμο DOI που δίνεται παρακάτω στη λίστα των αναφερόμενων πηγών}
Πηγές)
1. Mohamed et al. 2018,. Ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου για την τόνωση του πολλαπλασιασμού των καρδιομυοκυττάρων ενηλίκων και της καρδιακής αναγέννησης. Κύτταρο. https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.02.014
2. University of Cambridge 2018. Patching up a breaked heart. http://www.cam.ac.uk/research/features/patching-up-a-broken-heart. [Πρόσβαση 1 Μαΐου 2018]
