Специфичен ген допринася за възстановяването на сърцето след инфаркт

Акценти

Генът Cyclin A2 (CCNA2), който се изключва с раждането на човека, подпомага изграждането на нови, функциониращи сърдечни клетки и ускорява възстановяването на сърцето в случаите на сърдечна недостатъчност или инфаркт, ако отново бъде включен.

Алтернатива на сърдечната трансплантация и пейсмейкъра?

Научният пробив на екип от медицинското училище Mount Sinai е описан в списание npj Regenerative Medicine и може да разкрие нови възможности за възстановяване на увредено сърце, които да послужат като алтернативи на сърдечните трансплантации и имплантирането на пейсмейкър.

Изследването е под ръководството на д-р Хина Чодри, ръководител на катедрата по регенеративна медицина. То е естествено продължение на друго нейно проучване от 2014 г., когато, заедно с колегите си, за първи път успява да регенерира сърце от прасе след инфаркт, именно чрез повторно активиране на гена CCNA2. Сърцето от прасе се доближава максимално по своите характеристики до човешкото, което дава надежди, че подходът би имал същия успех и при хора.

В настоящото проучване учените използват човешки орган, за да проверят дали вирусен вектор може напълно безопасно и ефективно да предизвика делене на сърдечните клетки при възрастен индивид.

След раждането на човека сърцето не може да се възстановява

Д-р Чодри пояснява: „Клетките на сърцето спират да се делят след раждането, което означава, че, веднъж увредени, не могат да се възстановят сами. Именно затова сърдечните заболявания са водеща причина за смърт в световен мащаб. Ние успяхме за първи път да покажем, че можем да регенерираме тези клетки, макар и в увредено сърце от прасе. А сега откриваме, че процесът е възможен и при клетки от сърце на човек на средна възраст.“

Когато човек претърпи инфаркт или страда от сърдечна недостатъчност, клетките на сърдечния мускул се увреждат и никога повече не се възстановяват. За съжаление, все още не е открит начин за култивиране на нови сърдечни клетки, които да заменят увредените.

Ролята на гена CCNA2 при деленето на сърдечните клетки

Д-р Чодри решава да провери дали е възможно да активира повторно способността на сърцето да се регенерира, използвайки естествения механизъм за клетъчно делене на кардиомиоцитите (сърдечните клетки) in utero (вътреутробно). Изследователите се фокусират върху гена CCNA2, който по естествен път спира да функционира след раждането на човека. Те го включват отново, за да разберат дали това би довело до изграждане на нови сърдечни клетки, а оттам и до възстановяване на увреденото сърце.

Създаване на вирусен вектор, носител на гена CCNA2

Екипът създава съвместим с човешкия организъм и неспособен да се репликира вирус, носител на CCNA2, и го поставя в клетките на сърдечния мускул. Експериментът е проведен директно върху живи клетки, взети от здрави донорски сърца. С помощта на образна диагностика учените установяват, че клетките се делят успешно, като в същото време запазват нормалните си структура и функция.

Те обръщат особено внимание на три здрави сърца от донори на 21, 41 и 55 години. Оказва се, че терапията с гена Cyclin A2 предизвиква делене на сърдечните клетки в органите на двамата по-възрастни донори, докато тези от 21-годишния индивид не се повлияват от нея.

Не по-малко важно е откритието, че дъщерните клетки, образувани при деленето, запазват структурните си протеини и калциевата си активност, което доказва, че продължават да функционират нормално.

Активиране на растежни гени за делене на сърдечните клетки

Също така генът CCNA2 помага на сърдечните клетки да „върнат бързо часовника назад“, активирайки специфични растежни гени, така че да започнат да се делят, за да възстановят сърцето. Учените уточняват, че този механизъм не прави клетките незрели, нито пък води до опасно удебеляване на сърдечната тъкан, каквото често се наблюдава при пациенти със сърдечни нарушения.

Следващата стъпка пред екипа на д-р Чодри е да подаде документи за одобрение от Американската агенция за храните и лекарствата, за да започнат клинични изпитания на генната терапия с CCNA2 върху пациенти със сърдечни заболявания.