Zrozumienie "złamanego serca" - badanie wykazało związek między stresem a niewydolnością serca

Stres związany z niewydolnością serca jest zapamiętywany przez organizm i może prowadzić do nawrotu choroby i innych powiązanych problemów zdrowotnych, jak pokazują badania. Naukowcy odkryli, że niewydolność serca pozostawia „pamięć stresową” w postaci zmian w DNA komórek macierzystych układu krwiotwórczego, które biorą udział w wytwarzaniu komórek krwi i układu odpornościowego zwanych makrofagami.

Te komórki odpornościowe odgrywają ważną rolę w ochronie zdrowia serca. Jednak ważny szlak sygnałowy (łańcuch cząsteczek, które przekazują sygnały w obrębie komórki) zwany transformującym czynnikiem wzrostu beta (TGF-β) w hematopoetycznych komórkach macierzystych został stłumiony podczas niewydolności serca, co negatywnie wpłynęło na produkcję makrofagów.

Poprawa poziomu TGF-β może okazać się nowym sposobem leczenia nawracającej niewydolności serca, a wykrywanie gromadzenia się wspomnień stresowych może zapewnić wczesne ostrzeżenie przed jego wystąpieniem.

Zdrowy styl życia i lepsze samopoczucie są częścią globalnych Celów Zrównoważonego Rozwoju ONZ. Pozytywnie, ostatnie badanie pokazuje, że oczekiwana długość życia na całym świecie wzrośnie o około 4,5 roku do 2050 roku. Jest to w dużej mierze spowodowane wysiłkami służby zdrowia mającymi na celu zapobieganie chorobom i poprawę przeżywalności w przypadku takich schorzeń jak choroby układu krążenia. Jednak choroby serca są nadal główną przyczyną śmierci na świecie, a szacuje się, że 26 milionów ludzi cierpi na niewydolność serca.

Gdy wystąpi niewydolność serca, ma ona tendencję do nawrotów, którym towarzyszą inne problemy zdrowotne, takie jak choroby nerek i mięśni. Naukowcy w Japonii chcieli zrozumieć, co powoduje te nawroty i pogorszenie stanu innych narządów oraz czy można temu zapobiec.

Badanie opublikowano w czasopiśmie Science Immunology.

„Na podstawie naszych poprzednich badań, postawiliśmy hipotezę, że nawroty mogą być spowodowane stresem doświadczanym podczas niewydolności serca, który kumuluje się w organizmie, szczególnie w hematopoetycznych komórkach macierzystych” – wyjaśnił profesor projektu Kasuito Fujio z University of Tokyo Graduate School of Medicine. Hematopoetyczne komórki macierzyste znajdują się w szpiku kostnym i są źródłem komórek krwi i komórek odpornościowych zwanych makrofagami, które pomagają chronić zdrowie serca.

Ta ilustracja pokazuje, że podczas niewydolności serca sygnały stresu są przekazywane do mózgu, który następnie przekazuje je za pośrednictwem nerwów do komórek macierzystych układu krwiotwórczego w szpiku kostnym, gromadząc się jako pamięć stresu. Te nagromadzone przez stres komórki macierzyste wytwarzają komórki odpornościowe o zmniejszonych zdolnościach ochronnych dla narządów takich jak serce, nerki i mięśnie. Źródło: Science Immunology (2024). DOI: 10.1126/sciimmunol.ade3814

U myszy z niewydolnością serca naukowcy znaleźli dowody na odciskanie stresu na epigenomie, co oznacza, że w DNA myszy zaszły zmiany chemiczne. Ważna ścieżka sygnałowa zwana transformującym czynnikiem wzrostu beta, która bierze udział w regulacji wielu procesów komórkowych, została stłumiona w hematopoetycznych komórkach macierzystych myszy z niewydolnością serca, co doprowadziło do produkcji dysfunkcyjnych komórek odpornościowych.

Zmiany te utrzymywały się przez długi czas, więc gdy zespół przeszczepił szpik kostny od myszy z niewydolnością serca do zdrowych myszy, odkryli, że komórki macierzyste nadal produkowały dysfunkcyjne komórki odpornościowe. U tych myszy rozwinęła się niewydolność serca i stały się podatne na uszkodzenia narządów.

„Nazywamy to zjawisko pamięcią stresową, ponieważ stres związany z niewydolnością serca jest pamiętany przez długi czas i nadal wpływa na całe ciało. Chociaż różne inne rodzaje stresu mogą również pozostawić tę pamięć stresową, uważamy, że stres spowodowany niewydolnością serca jest szczególnie znaczący” – powiedział Fujio.

Dobra wiadomość jest taka, że zidentyfikowanie i zrozumienie tych zmian w szlaku sygnałowym TGF-β otwiera nowe możliwości potencjalnych przyszłych metod leczenia.

„Można rozważyć zupełnie nowe terapie, aby zapobiec gromadzeniu się tej pamięci stresowej podczas hospitalizacji z powodu niewydolności serca” – powiedział Fujio. „U zwierząt z niewydolnością serca dodanie dodatkowego aktywnego TGF-β wykazało potencjał jako opcja leczenia. Korygowanie epigenomu komórek macierzystych układu krwiotwórczego może być również sposobem na wyeliminowanie pamięci stresowej”.

Teraz, gdy udało się zidentyfikować problem, zespół ma nadzieję opracować system, który będzie w stanie wykrywać i zapobiegać gromadzeniu się wspomnień stresowych u ludzi. W dłuższej perspektywie celem tego będzie nie tylko zapobieganie nawrotom niewydolności serca, ale także wykrywanie tego schorzenia, zanim się w pełni rozwinie.