Wykorzystanie małych cząsteczek do regeneracji tkanki serca
Nowe badania, które ukazały się w czasopiśmie Nature Communications, pokazuje, że dostarczenie dwóch małych cząsteczek myszom pomaga ich sercu w regeneracji po zawale serca.
Choroby serca są główną przyczyną zgonów w Stanach Zjednoczonych i odpowiadają za prawie 1 na 4 zgony w tym kraju.
Niepożądane zdarzenie sercowo-naczyniowe, takie jak zawał serca, zazwyczaj uszkadza komórki mięśnia sercowego.
Komórki te nazywane są kardiomiocytami, a ich utrata naraża ludzi na niewydolność serca - stan, w którym serce nie może skutecznie pompować krwi do reszty ciała.
Naukowcy są zgodni co do tego, że dorosłe serca nie mogą już tworzyć nowych kardiomiocytów. Ta niezdolność jest powodem, dla którego serce nie może się zregenerować po zawale serca, gdy traci się ogromną liczbę kardiomiocytów.
Jednak nowe badania odnawiają nadzieję na ochronę uszkodzonej tkanki serca za pomocą małych cząsteczek zwanych mikroRNA.
Dlaczego mikroRNA są ważne dla serca
MikroRNA kontrolują funkcję genów i można je znaleźć w dużych ilościach, gdy serce się rozwija.
Wcześniejsze badania zidentyfikowały grupę mikroRNA zwaną miR-17-92, która kontroluje proliferację kardiomiocytów. Dr Da-Zhi Wang, badacz kardiologii w Boston Children’s Hospital i profesor pediatrii w Harvard Medical School w Bostonie, MA, kierował tymi wcześniejszymi badaniami.
Teraz prof. Wang i jego koledzy przyjrzeli się dwóm członkom tej rodziny mikroRNA: miR-19a i miR-19b.
W nowych badaniach prof. Wang i jego koledzy pokazują, w jaki sposób te dwie cząsteczki mikroRNA mogą napędzać regenerację serca po zawale mięśnia sercowego.
Odkrycia mogą pomóc w zapobieganiu niewydolności serca po zawale serca, która według naukowców jest „główną przyczyną śmiertelności i zachorowalności u ludzi”.
Krótko- i długoterminowy wpływ mikroRNA
Prof. Wang i zespół wykorzystali mysi model zawału serca i dostarczyli mikroRNA na dwa różne sposoby.
Po pierwsze, podali cząsteczki pokryte lipidami bezpośrednio myszom. Po drugie, naukowcy umieścili mikroRNA w wirusie związanym z adenowirusem - to jest wektorze terapii genowej, który celował w serce.
W przypadku obu metod dostarczania wyniki były obiecujące, zarówno w perspektywie długoterminowej, jak i krótkoterminowej.
Mianowicie, w ciągu pierwszych 10 dni po zawale serca mikroRNA zmniejszyły śmierć komórek i zatrzymały reakcję zapalną, która typowo uszkadza mięsień sercowy podczas ataku serca.
Naukowcy przeprowadzili również analizę transkryptomu całego genomu, która ujawniła, w jaki sposób miR-19a / 19b hamuje geny kontrolujące odpowiedź zapalną i ostrą śmierć komórek.
Z biegiem czasu serca myszy, które otrzymały cząsteczki, miały zdrowszą tkankę, mniej uszkodzoną tkankę, lepszą kurczliwość mięśnia sercowego i zmniejszoną kardiomiopatię rozstrzeniową - stan, w którym mięsień sercowy staje się cieńszy, co ostatecznie osłabia serce.
„Początkowym celem jest uratowanie i ochrona serca przed długotrwałym uszkodzeniem” - wyjaśnia prof. Wang. „Uważamy, że w drugiej fazie mikroRNA pomaga w proliferacji kardiomiocytów”.
Zalety terapii mikroRNA
Naukowcy kontynuują wyjaśnianie korzyści płynących z terapii mikroRNA. Mówią, że w przeciwieństwie do terapii genowej cząsteczki mikroRNA nie pozostają w sercu po spełnieniu swojego zadania.
„Wchodzą bardzo szybko i nie trwają długo, ale mają trwały wpływ na naprawę uszkodzonych serc” - wyjaśnia jeden z autorów badania, dr Jinghai Chen.
„Daliśmy myszom tylko jeden zastrzyk, kiedy serce potrzebowało największej pomocy, a następnie […] nadal sprawdzaliśmy poziom ekspresji miRNA19a / b po wstrzyknięciu” - dodaje Chen. „Po tygodniu ekspresja spadła do normalnego poziomu, ale ochrona trwała dłużej niż rok”.
„MikroRNA daje ogromną nadzieję, że stanie się potężnym narzędziem do walki z chorobami układu krążenia” - piszą naukowcy, którzy następnie planują przetestować leczenie u większego ssaka, zanim przejdą do badań na ludziach. Prof. Wang i współpracownicy podsumowują:
„Wczesna ochrona serca za pośrednictwem [M] iR-19a / 19b może otworzyć okno do opracowania skutecznej terapii zawału serca i przynieść ogromne korzyści pacjentom z niewydolnością serca”.
