Използване на малки молекули за регенериране на сърдечна тъкан
Ново изследване, което се появява в списанието Nature Communications, показва, че доставянето на две малки молекули на мишки помага на сърцата им да се регенерират след инфаркт.
Сърдечните заболявания са водещата причина за смърт в САЩ и причиняват почти 1 от 4 смъртни случая в страната.
Неблагоприятно сърдечно-съдово събитие, като инфаркт, обикновено уврежда клетките, изграждащи сърдечния мускул.
Тези клетки се наричат кардиомиоцити и загубата им излага хората на риск от сърдечна недостатъчност - състояние, при което сърцето не може да изпомпва ефективно кръвта към останалата част от тялото.
Научният консенсус е, че възрастните сърца вече не могат да създават нови кардиомиоцити. Тази неспособност е причината сърцето да не може да се регенерира след инфаркт, когато се загубят огромен брой кардиомиоцити.
Новите изследвания обаче подновяват надеждата за защита на увредената сърдечна тъкан чрез използване на малки молекули, наречени микроРНК.
Защо микроРНК са важни за сърцето
МикроРНК контролират генната функция и те могат да бъдат открити в изобилие, когато сърцето се развива.
Предишни изследвания са идентифицирали клъстер от микроРНК, наречен miR-17-92, който контролира как кардиомиоцитите се размножават. Da-Zhi Wang, Ph.D., изследовател по кардиология в Бостънската детска болница и професор по педиатрия в Медицинското училище в Харвард в Бостън, Масачузетс, ръководи това предишно изследване.
Сега проф. Уанг и колегите му увеличиха двама членове на това семейство микроРНК: miR-19a и miR-19b.
В новото проучване проф. Уанг и неговите колеги показват как тези две микроРНК молекули могат да стимулират регенерацията на сърцето след инфаркт на миокарда.
Констатациите могат да помогнат за предотвратяване на сърдечна недостатъчност след инфаркт, който според изследователите е „водещата причина за смъртност и заболеваемост при хората“.
Краткосрочният и дългосрочен ефект на микроРНК
Проф. Уанг и екипът използваха миши модел на инфаркт и доставиха микроРНК по два различни начина.
Първо, те прилагат покритите с липиди молекули директно на мишките. На второ място, изследователите са поставили микроРНК в аденоасоцииран вирус - т.е. вектор за генна терапия, насочен към сърцето.
И при двата начина на доставка резултатите бяха обещаващи както в дългосрочен, така и в краткосрочен план.
А именно, през първите 10 дни след инфаркт, микроРНК намаляват клетъчната смърт и спират възпалителната реакция, която обикновено уврежда сърдечния мускул по време на инфаркт.
Изследователите също така извършиха анализ на транскриптома в целия геном, който разкри как miR-19a / 19b потиска гените, които контролират възпалителния отговор и острата клетъчна смърт.
С течение на времето сърцата на мишките, получили молекулите, са имали повече здрава тъкан, по-малко увредена тъкан, по-добра свиваемост на сърдечния мускул и намалена дилатационна кардиомиопатия - състояние, при което сърдечният мускул изтънява, което в крайна сметка отслабва сърцето.
„Първоначалната цел е да се спаси и предпази сърцето от дългосрочни увреждания“, обяснява проф. Уанг. „Във втората фаза вярваме, че микроРНК помагат за пролиферацията на кардиомиоцитите.“
Предимствата на микроРНК терапията
Изследователите продължават да обясняват ползите от микроРНК терапията. За разлика от генната терапия, казват те, молекулите на микроРНК не остават в сърцето, след като са изпълнили предназначението си.
„Те влизат много бързо и не траят дълго, но имат траен ефект при възстановяване на увредените сърца“, обяснява един от съответните автори на изследването д-р Джингхай Чен.
„Дадохме на мишки само един изстрел, когато сърцето се нуждаеше от най-голяма помощ, след което […] продължихме да проверяваме нивото на експресия на miRNA19a / b след инжектиране“, добавя Чен. „След една седмица изражението намаля до нормално ниво, но защитата продължи повече от една година.“
„MicroRNAs имат огромно обещание да се превърнат в мощни инструменти за борба със сърдечно-съдовите заболявания“, пишат изследователите, които планират да тестват лечението при по-голям бозайник, преди да преминат към проучвания върху хора. Проф. Уанг и колеги заключават:
„[M] iR-19a / 19b-медиираната ранна сърдечна защита може да отвори прозорец към развитието на ефективна терапия за инфаркт и да донесе големи ползи за пациентите със сърдечна недостатъчност.“
