РНК терапия стимулира възстановяването на сърцето след инфаркт

След инфаркт кардиолозите често успяват да възстановят кръвообращението в блокираните съдове, но сърдечният мускул остава увреден завинаги. Иновативна РНК терапия, разработена от учени от Колумбийския университет, обаче може да стимулира естествените механизми на сърцето и да подпомогне неговото възстановяване.

„Сърцето е един от органите с най-слаба способност за регенерация.“, коментира Ке Ченг, професор по биомедицинско инженерство в Колумбийския университет. „Силата за спонтанна регенерация е много, много ограничена.“

Възстановяване на сърцето без операция

Ченг и колегите му разработват РНК липидни наночастици, които „инструктират“ мускулните клетки в ръката или бедрото да произвеждат молекула, наречена про-ANP. Този неактивен прекурсор циркулира в кръвния поток, докато достигне сърцето, където ензим, наречен Corin, го превръща в активния хормон атриален натриуретичен пептид (ANP), който подпомага възстановяването на сърдечната тъкан.

„Не е необходимо да отваряте гръдния кош или да свързвате устройство със сърцето, за да се проведе лечението.“, обяснява Ченг. „Всичко, което клиницистът трябва да направи, е да инжектира частиците в ръката.“

Торстен Вал, кардиолог в Медицинския център „Ървинг“ към Колумбийския университет, заявява, че подходът може да запълни голяма празнина в грижата за сърцето. „Като клиницист, който отваря артерии със стентове при инфаркт, напълно осъзнавам, че съществува голяма незадоволена нужда в грижата за нашите пациенти.“, казва Вал. „Твърде често те остават с тежко сърдечно увреждане, което по-късно води до сърдечна недостатъчност.“

Уроци от природата

Иновативната терапия се основава на естествен биологичен процес, наблюдаван при новородени бозайници. През първите няколко дни от живота им техните сърца са способни да регенерират увредени мускулни клетки. ANP играе ключова роля, като стимулира ангиогенезата (формиране на нови кръвоносни съдове), намалява възпалението и ограничава образуването на белези. При възрастни обаче производството на ANP рязко намалява, а регенеративният капацитет, характерен за новородените, до голяма степен отслабва.

Експерименти, сравняващи новородени и възрастни мишки след инфаркт, показват, че в сърцата на новородените експресията на гена, отговорен за производството на прекурсора на ANP, се увеличава повече от 25 пъти. При възрастните това увеличение е значително по-ограничено – около десет пъти – което се оказва недостатъчно за ефективна регенерация. Допълнително, блокирането на този ген при новородени мишки значително намалява естествената способност на сърцето им да се възстановява.

„Основната идея е да се учим от природата.“, казва Ченг. „Сърцето на новородените спонтанно произвежда по-големи количества от тази молекула след инфаркт, което вероятно обяснява способността му да се регенерира. При възрастните обаче производството не е достатъчно, затова разработихме начин да го компенсираме.“

Мускулите като „фабрика за лекарства“

Доставянето на лекарства директно до сърцето по минимално инвазивен начин остава сериозно предизвикателства. За разлика от органи като черния дроб или далака, които естествено натрупват определени медикаменти, сърцето не разполага с подобни механизми. Поради това традиционните подходи често изискват инвазивни процедури, включително директни инжекции в сърдечния мускул или неговите кръвоносни съдове.

„Поради тези предизвикателства изследователите разработват различни подходи за доставяне на лекарства до сърцето, включително инфузии директно в коронарните съдове, инжекции в сърдечния мускул и перикарда, външната обвивка на сърцето.“, казва Вал. „Всички тези методи са инвазивни и изискват провеждане в катетеризационна лаборатория.“

Новият подход използва скелетните мускули като „биореактор“ за производство на терапевтичната молекула. РНК инструктира мускулните клетки да синтезират про-ANP, който достига до сърцето, където ензимът Corin го превръща в активен ANP. Терапията разчита на самоусилваща се РНК, която се репликира в клетките, така че ефектът от една инжекция може да продължи поне четири седмици.

„Пациентът няма нужда да посещава болницата всеки ден.“, казва Ченг. „Възможно е да е достатъчно едно посещение месечно.“

Обещаващи резултати и следващи стъпки

Лабораторните изследвания показват, че еднократна инжекция намалява образуването на белези и подобрява сърдечната функция както при малки, така и при по-големи животни. Това включва възрастни мишки, модели с генетична предразположеност към атеросклероза, както и гризачи с диабет тип 2, предизвикан от диета. Терапията запазва ефективността си дори когато прилагането й е отложено с една седмица след настъпване на инфаркта.

„Тествахме лекарството при различни съпътстващи заболявания, както и при отложено лечение.“, коментира Ченг. „Надяваме се, че дори пациентът да е получил инфаркт седмици преди прилагане на терапията, тя все още ще бъде ефективна.“

Освен при инфаркти, същата РНК терапия би могла потенциално да се прилага и при състояния като бъбречни заболявания, високо кръвно налягане и прееклампсия.

„Увреждането на клетките е проблем, който засяга не само сърцето, но и много други органи.“, коментира Вал. „Ако успеем да докажем, че този тип терапия може да регенерира сърдечни клетки в клинични условия, концепцията би могла потенциално да се пренесе и към други органи.“