Co egzotyczna ryba może zrobić dla zdrowia ludzkiego serca
Osoby z niewydolnością serca doświadczają utraty komórek serca, co może spowodować uszkodzenie mięśnia sercowego do takiego stopnia, że potrzebują przeszczepu. Jeden gatunek egzotycznej ryby, tetra fish, ma niesamowitą zdolność naprawy własnego serca. Czy możemy zastosować ten mechanizm do uzdrowienia ludzkich serc?
Ryba tetra to rodzaj ryby słodkowodnej pochodzącej z regionów Ameryki Południowej i południowej Ameryki Północnej. Wiele gatunków tetra jest popularnych wśród właścicieli akwariów ze względu na ich unikalną kolorystykę i fakt, że są one dość łatwe w utrzymaniu.
Nowe badanie sugeruje, że są one teraz również popularne wśród badaczy, chociaż z zupełnie innego powodu. Większość gatunków ryb tetra jest w stanie wyleczyć własne serce po uszkodzeniu serca.
Dr Mathilda Mommersteeg, profesor nadzwyczajny na Uniwersytecie Oksfordzkim w Wielkiej Brytanii, niedawno kierowała zespołem naukowców, którzy starali się zrozumieć, w jaki sposób tetra ryby są w stanie regenerować tkankę serca.
Zespół przyjrzał się dwóm różnym podgatunkom ryb tetra, Astyanax mexicanus, które pochodzą z Meksyku. Jeden z tych podgatunków żyje w rzekach, jest pięknie ubarwiony i może leczyć własne serce.
Ryby należące do innych podgatunków, znane jako „ślepa jaskinia tetra”, zamieszkują wody jaskini Pachón w Meksyku. Ryby te nie tylko straciły swój kolor i wzrok, z których żaden nie służy im w ciemności jaskini, ale nie mają już zdolności do regeneracji tkanki serca.
W niedawnych badaniach zespół dr Mommersteeg porównał profile genetyczne dwóch typów tetra ryb, aby zrozumieć, jakie cechy genetyczne mogą być odpowiedzialne za zdolności samoleczenia.
Wyniki badania, które wsparła British Heart Foundation, pojawiają się w czasopiśmie Raporty komórkowe.
Gen, który napędza naprawę serca
Zespół dr Mommersteeg przeanalizował i porównał profile genetyczne obu gatunków ryb. W ten sposób zidentyfikowali trzy obszary w swoich genomach, które były istotne dla zdolności regeneracji uszkodzonej tkanki serca.
Podczas dalszej analizy tych obszarów genetycznych naukowcy byli również w stanie zidentyfikować geny, które były najważniejsze dla regeneracji serca.
Kiedy porównali aktywność tych genów w rzece i ślepej jaskini po uszkodzeniu serca, naukowcy zauważyli, że dwa geny, lrrc10 i kaweolina, miał zwiększoną aktywność tylko w rzece Tetra.
„Do tej pory prawdziwym wyzwaniem było porównanie uszkodzeń serca i naprawy u ryb z tym, co obserwujemy u ludzi. Ale patrząc na ryby rzeczne i jaskiniowe obok siebie, byliśmy w stanie wyodrębnić geny odpowiedzialne za regenerację serca ”- mówi dr Mommersteeg.
Wcześniejsze badania na myszach to wykazały lrrc10 jest związana z chorobą serca zwaną kardiomiopatią rozstrzeniową, w której serce ulega nadmiernemu powiększeniu i nie jest już w stanie prawidłowo pompować krwi. Sugerują to wyniki dalszych badań lrrc10 odgrywa kluczową rolę w kurczeniu się i ekspansji komórek serca.
Aby potwierdzić, że ten gen jest również zaangażowany w regenerację uszkodzonej tkanki serca, naukowcy prowadzący bieżące badania zwrócili się do danio pręgowanego, innego popularnego wśród akwarystów gatunku słodkowodnego. Podobnie jak tetra fish, danio pręgowany ma również zdolność regeneracji tkanki serca, jeśli to konieczne.
Nowe nadzieje na przyszłe zabiegi
W drugiej części badania naukowcy zablokowali lrrc10 ekspresja genów u danio pręgowanego. Zwierzęta te nie były w stanie skutecznie naprawić uszkodzenia serca. To, jak twierdzą naukowcy, wskazuje na to lrrc10 jest rzeczywiście odpowiedzialny za regenerację serca.
„To dopiero początek, ale jesteśmy niesamowicie podekscytowani tymi niezwykłymi rybami i potencjałem zmiany życia ludzi z uszkodzonymi sercami” - zauważa dr Mommersteeg.
W przyszłości zespół badawczy ma nadzieję dowiedzieć się więcej o mechanizmach leżących u podstaw zdolności do leczenia uszkodzonej tkanki serca. Chcą wykorzystać tę wiedzę do naprawy tkanki serca u osób borykających się z problemami z tym narządem, takimi jak niewydolność serca.
Niewydolność serca często występuje z powodu zawału serca, podczas którego mięsień sercowy ulega uszkodzeniu i stopniowo traci komórki, które zastępują tkankę bliznowatą. Proces ten może uniemożliwić prawidłowe funkcjonowanie serca, w wyniku czego wiele osób z ciężką niewydolnością serca wymaga przeszczepu serca.
Jeśli jednak tetra fish może nas nauczyć, jak leczyć serce, przeszczepy mogą stać się mniej konieczne w przyszłości.
„Te niezwykłe odkrycia pokazują, jak wiele można się jeszcze nauczyć z bogatego gobelinu świata przyrody” - mówi prof. Metin Avkiran, zastępca dyrektora medycznego w British Heart Foundation.
„Szczególnie interesujące jest to, że zdolność ryb rzecznych do regeneracji serca może wynikać ze zdolności do hamowania tworzenia się blizn. Musimy teraz ustalić, czy możemy wykorzystać podobne mechanizmy do naprawy uszkodzonych ludzkich serc ”.
Prof. Metin Avkiran
„Wskaźniki przeżywalności w przypadku niewydolności serca prawie się nie zmieniły w ciągu ostatnich 20 lat, a oczekiwana długość życia jest gorsza niż w przypadku wielu nowotworów. Rozpaczliwie potrzebne są przełomy, aby złagodzić zniszczenia spowodowane tym strasznym stanem ”- dodaje.
