Badanie bada regenerację komórek serca w poszukiwaniu nowych metod leczenia

Kiedy pacjent doświadcza niewydolności serca, jednej z głównych przyczyn zgonów na świecie, zaczyna tracić zdrowe, funkcjonujące komórki serca. Niewydolność serca powoduje, że te niegdyś elastyczne komórki zamieniają się w komórki włókniste, które nie są już w stanie się kurczyć i rozluźniać. To stwardnienie komórek serca upośledza ich zdolność do skutecznego transportu krwi do reszty ciała. Ponieważ ludzie nie mogą regenerować tych komórek serca, pacjent stoi przed długą drogą do wyzdrowienia, która obejmuje leczenie zapobiegawcze lub objawowe.

Jednak niektóre ssaki są w stanie regenerować komórki serca, chociaż zazwyczaj dzieje się to w określonych ramach czasowych bezpośrednio po urodzeniu. Na tej podstawie dr Mahmood Salama Ahmed i międzynarodowy zespół badaczy ukończyli badanie mające na celu zidentyfikowanie nowych środków terapeutycznych lub istniejących schematów terapeutycznych wcześniej zatwierdzonych przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) w celu regeneracji komórek serca.

Ich badanie zatytułowane „Identyfikacja zatwierdzonych przez FDA leków indukujących regenerację serca u ssaków” zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Cardiovascular Research.

„Badanie to ma na celu terapię regeneracyjną, a nie leczenie objawowe” – dodał Ahmed.

Ahmed, profesor nauk farmaceutycznych w Jerry H. Hodge School of Pharmacy na Texas Tech University, pracował nad badaniem w UT Southwestern Medical Center. Powiedział, że obecne badania opierają się na wynikach badania z 2020 r. przeprowadzonego przez laboratorium Heshama Sadeka, MD, w UT Southwestern Medical Center.

W tym badaniu naukowcy wykazali, że myszy rzeczywiście mogą regenerować komórki serca, genetycznie usuwając dwa czynniki transkrypcyjne: Meis1 i Hoxb13. Uzbrojeni w te informacje, Ahmed i jego współautorzy rozpoczęli swoje najnowsze badanie w 2018 r. w University of Texas Southwestern Medical Center. Rozpoczęli od ukierunkowania czynników transkrypcyjnych (Meis1 i Hoxb13) za pomocą paromomycyny i neomycyny, dwóch antybiotyków z klasy aminoglikozydów.

„Opracowaliśmy inhibitory, które wyłączają wewnętrzną transkrypcję i przywracają zdolność regeneracyjną komórek serca” – dodał Ahmed.

Ahmed powiedział, że struktura paromomycyny i neomycyny wskazuje na ich potencjał do wiązania się z czynnikiem transkrypcyjnym Meis1 i hamowania go. Aby zrozumieć, w jaki sposób może dojść do tego wiązania, zespół musiał najpierw rozwikłać mechanizmy molekularne paromomycyny i neomycyny oraz dowiedzieć się, w jaki sposób wiążą się one z genami Meis1 i Hoxb13.

„Rozpoczęliśmy testowanie tego na myszach cierpiących na zawał mięśnia sercowego lub niedokrwienie” – wyjaśnił Ahmed. „Odkryliśmy, że oba leki (paromomycyna i neomycyna) działały synergicznie, zwiększając frakcję wyrzutową (procent krwi opuszczającej serce przy każdym skurczu), dzięki czemu kurczliwość komór (komór serca) uległa znacznej poprawie. Zwiększyło to wydajność serca i zmniejszyło włóknistą bliznę, która tworzyła się w sercu”.

Zespół współpracował z naukowcami z University of Alabama w Birmingham, aby podawać paromomycynę i neomycynę świniom cierpiącym na zawał mięśnia sercowego. Odkryli, że świnie cierpiące na zawał mięśnia sercowego miały lepszą kurczliwość, frakcję wyrzutową i ogólną poprawę rzutu serca po podaniu paromomycyny i neomycyny.

W przyszłych badaniach Ahmed jest zainteresowany połączeniem profili wiązania paromomycyny i neomycyny w jedną cząsteczkę, a nie dwie. Jeśli się powiedzie, powiedział, nowa cząsteczka mogłaby uniknąć wszelkich niepożądanych lub potencjalnie niepożądanych efektów związanych z opornością na antybiotyki.

„Chcemy stworzyć nowe syntetyczne małe cząsteczki, które będą ukierunkowane na Meis1 i Hoxb13” – powiedział Ahmed. „Chcemy kontynuować badania na świniach w ramach badań toksykologicznych. A potem mamy nadzieję, że będzie to wstęp do badań klinicznych na ludziach.

„Dobrą wiadomością jest to, że stosujemy kilka zatwierdzonych przez FDA leków o ustalonych profilach bezpieczeństwa i dobrze znanych skutkach ubocznych, dzięki czemu możemy ominąć niektóre etapy uzyskiwania zgody na badanie nowego leku. To piękno ponownego wykorzystania leków: możemy dotrzeć do kliniki szybciej, aby zacząć ratować życie”.