Naukowcy ustalili przyczynę braku zdolności do regeneracji komórek mięśnia sercowego
Ostatnia recenzja: 23.04.2024
Cała zawartość iLive jest sprawdzana medycznie lub sprawdzana pod względem faktycznym, aby zapewnić jak największą dokładność faktyczną.
Mamy ścisłe wytyczne dotyczące pozyskiwania i tylko linki do renomowanych serwisów medialnych, akademickich instytucji badawczych i, o ile to możliwe, recenzowanych badań medycznych. Zauważ, że liczby w nawiasach ([1], [2] itd.) Są linkami do tych badań, które można kliknąć.
Jeśli uważasz, że któraś z naszych treści jest niedokładna, nieaktualna lub w inny sposób wątpliwa, wybierz ją i naciśnij Ctrl + Enter.
Stem cell naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (University of California, Los Angeles), aby ustalić, dlaczego komórki mięśniowe serca dla dorosłych - kardiomiocytów - utraciły zdolność do proliferacji i może wyjaśniać, dlaczego ludzkie serce tak ograniczona zdolność do regeneracji.
Badanie przeprowadzone na liniach komórkowych i myszy, może prowadzić do rozwoju metod kardiomiocytów przeprogramowania bezpośrednio w sercu pacjenta, który stworzy nowe mięśnie i naprawić szkody, powiedział dr Robb Mc Lellan (Robb MacLellan) z Centrum Rotacyjny medycyny i badań komórek macierzystych Eli Edith Brody (Eli and Edythe Broad Centre of Regenerative Medicine and Stem Cell Research) z UCLA.
W przeciwieństwie do traszek i salamandrów, dorosłe ciało nie może spontanicznie naprawić uszkodzonych narządów, takich jak serce. Jednak ostatnie badania pokazują, że ssaki mają zdolność regeneracji serca przez bardzo krótki okres czasu - w ciągu pierwszego tygodnia życia. Wtedy ta zdolność jest stracona. Ale jeśli to było raz, to może zostanie przywrócone?
Opublikowane w recenzowanym Journal of Cell Biology badanie dr. McLellana pokazuje, że możliwe jest zwrócenie igły zegara komórkowego do czasu, gdy kardiomiocyty będą zdolne do proliferacji i przywracania mięśnia sercowego.
„Salamandry i inne niższe organizmy mają zdolność do odróżnicowanych ich kardiomiocyty, lub zwrócić je do wcześniejszego, bardziej prymitywnego stanu pozwalającego na komórki, aby powrócić do cyklu komórkowego, tworząc nowy mięsień serca” - mówi dr Mc Lellan, profesor kardiologii i fizjologia. "U ssaków potencjał ten jest tracony. Gdybyśmy wiedzieli, jak je odzyskać, czy wiedział, dlaczego dorosły kardiomiocytów nie proliferacji, możemy spróbować znaleźć drogę do regeneracji serca, stosując metody natury. "
Cardiomyocyty pochodzą z komórek progenitorowych macierzystych lub komórek progenitorowych, które tworzą serce w wyniku proliferacji. Po utworzeniu serca niedojrzałe miocyty przekształcają się w dojrzałe komórki, które nie są już zdolne do reprodukcji. W Tritonach i Newtach sytuacja jest inna: ich kardiomiocyty mogą powrócić do stanu niedojrzałego lub prymitywnego i, ponownie, nabyć zdolność do proliferacji, naprawić uszkodzenie, a następnie wrócić do dojrzałych komórek.
Według dr Mack Lellana powodu ludzkich kardiomiocytów nie są w stanie zrobić to samo, jest dość prosta: będąc w pierwotnym stanie, kardiomiocytów tracą zdolność do prawidłowego zawierania umów, jest niezbędna dla odpowiedniego serca. Ponieważ osoba jest znacznie większa niż traszki i salamandry, aby utrzymać optymalne ciśnienie krwi i normalne krążenie krwi, nasze serce powinno być znacznie bardziej skuteczne.
"W trakcie naszej ewolucji, aby utrzymać optymalne ciśnienie krwi i krążenie, musieliśmy zrezygnować z regeneracji mięśnia sercowego" - mówi McLellan. "Nasze wygrane są bardziej skuteczne w kardiomiocytach i sercu. Ale to był kompromis. "
Dr McLellan uważa, że czasowa supresja ekspresji białka blokująca mechanizm cyklu komórkowego może umożliwić dorosłym powrót do cyklu kardiomiocytów, czyli proliferacji. Metody te muszą mieć odwracalne skutki, aby efekt działania na białka związane z proliferacją zniknął po naprawie zmiany. Następnie kardiomiocyty ponownie przekształcą się w dojrzałe komórki i zaczną pomagać przywróconemu mięśniu sercowemu w skurczeniu się. Aby wyeliminować białka wspierające miocyty w ich dojrzałym stanie, dr McLellan rozważa już wykorzystanie nanocząsteczek do dostarczania małych interferujących RNA do serca.
W przypadku zawału mięśnia sercowego część serca przestaje być dostarczana z tlenem, a kardiomiocyty umierają, zastępując je tkanką bliznowatą. Nie jest trudno znaleźć uszkodzoną część serca, a jeśli opracowany zostanie sposób przeprogramowania własnych miocytów pacjenta, do uszkodzonego obszaru można wprowadzić układ kontrolujący aktywność pożądanego białka i zdolny do przywrócenia miocytów do stanu prymitywnego. Pozwala to na utrzymanie żywego martwego serca.
"Od dawna mówiono o zdolności regeneracji niższych organizmów i dlaczego tak się nie dzieje u ludzi. To jest pierwszy artykuł, który wyjaśnia, dlaczego tak się dzieje "- profesor McLellan skomentował swoją pracę.
Wykorzystanie ludzkich zarodkowych komórek macierzystych (hESC) lub przeprogramowanych indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC) do regeneracji serca było przedmiotem wielu dyskusji. Jednak nie wiadomo, jaki stopień regeneracji można osiągnąć i jakie znaczenie mogą mieć korzyści z ich stosowania.
"Z mojego punktu widzenia jest to potencjalny mechanizm regeneracji mięśnia sercowego bez użycia komórek macierzystych" - mówi dr McLellan. "W tym przypadku każda osoba stanie się źródłem komórek do własnej regeneracji".
[