Japán kutatók szívszferoidokat tesztelnek majmok szívregenerálására

Japán kutatók szívszferoidokat tesztelnek majmok szívregenerálására

A regeneratív szívterápia során szívizomsejteket ültetnek át a szív sérült területeire, hogy helyreállítsák az elveszett funkciókat. Az eljárást követően azonban a szívritmuszavarok kockázata magas. Egy közelmúltbeli tanulmányban japán kutatók egy újszerű megközelítést teszteltek, amelyben az emberi őssejtekből tenyésztett „szívszferoidokat” közvetlenül a sérült kamrákba fecskendezik. A főemlősmodelleken megfigyelt rendkívül pozitív eredmények rávilágítanak e stratégiában rejlő lehetőségekre.

A szív- és érrendszeri betegségek még mindig az egyik leggyakoribb halálok világszerte, és különösen gyakoriak az ipari országokban. A szívinfarktusok, közismert nevén „szívrohamok” egyre gyakoribbak, és minden évben jelentős számú halálesethez vezetnek.

A szívroham jellemzően szívizomsejtek millióit öli meg, gyengíti a szívet. Mivel az emlősök nem tudják maguk regenerálni a szívizomsejteket, a szívátültetés jelenleg az egyetlen klinikailag életképes lehetőség a szívelégtelenségben szenvedő (vagy valószínűleg szenvedő) betegek számára. Tekintettel arra, hogy a teljes szívátültetés költséges, és nehéz a donorok beszerzése, nem meglepő, hogy az alternatív gyógymódok iránt nagy az igény az orvosi közösségben.

Egy ígéretes stratégia, amely egyre fontosabbá válik, a humán indukált pluripotens őssejtek (HiPSC) alkalmazása a regeneratív szívterápia során. Egyszerűen fogalmazva, a HiPSC-k olyan sejtek, amelyek érett sejtekből származnak, és hatékonyan „átprogramozhatók” egy teljesen más sejttípusba, például szívizomsejtekbe (kardiomiociták). A HiPSC-kből származó kardiomiocitáknak a szív sérült területeire történő átültetésével vagy injektálásával lehetőség nyílik az elveszett funkciók egy részének helyreállítására. Sajnos a tanulmányok kimutatták, hogy ez a megközelítés növelheti a szívritmuszavarok kockázatát, ami komoly akadályt jelent a klinikai vizsgálatok számára.

Egy nemrégiben készült tanulmányban a Shinshu Egyetem és a Keio Egyetem Orvostudományi Karának japán kutatócsoportja a regeneratív szívterápia új stratégiáját tesztelte úgy, hogy a szívinfarktuson átesett majmokat HiPSC-kből készült „szívszferoidokkal” fecskendezték be. Ez a tanulmány 2024. április 26-án jelent meg a folyóiratbanForgalomYuji Shiba professzor vezette a Shinshu Egyetem Regeneratív Tudományok és Orvostudományi Tanszékéről.

A csapat tagja volt Hideki Kobayashi, az első szerző és Koichiro Kuwahara a Shinshu Egyetem Orvostudományi Karának Szív- és érrendszeri Orvostudományi Tanszékéről, valamint Shugo Tohyama és Keiichi Fukuda a Keio Egyetem Orvostudományi Karának Kardiológiai Tanszékéről.

A kutatók újszerű megközelítésükben a hiPSC-ket olyan tápközegben tenyésztették, amely kardiomiocitákká történő differenciálódásához vezetett. Miután a tenyészetekből gondosan kivonták és megtisztították a szívszferoidokat (háromdimenziós szívsejt-gyűjtemények), körülbelül 6 × 107 sejtet fecskendeztek a rákevő makákók sérült szívébe.Macaca fascicularis). Tizenkét héten keresztül figyelték az állatok állapotát, és rendszeresen mérték a szívműködésüket. Ezután szöveti szinten elemezték a majmok szívét, hogy megállapítsák, vajon a szívszferoidok képesek-e regenerálni a sérült szívizmokat.

Először a csapat ellenőrizte a HiPSC-k helyes átprogramozását kardiomiocitákká. Sejtszintű elektromos mérések segítségével megfigyelték, hogy a tenyésztett sejtek a kamrai sejtekre jellemző potenciálmintákat mutatnak. A sejtek a várt módon reagáltak különböző ismert gyógyszerekre is. A legfontosabb, hogy azt találták, hogy a sejtek bőséges adhezív fehérjéket expresszáltak, mint például a connexin 43 és az N-cadherin, amelyek elősegítik vaszkuláris integrációjukat egy meglévő szívbe.

A sejteket ezután a Keio Egyetem gyártóüzeméből a 230 km-re lévő Shinshu Egyetemre szállították. A 4 °C-on, szabványos tartályokban tartósított szívszferoidok gond nélkül túlélték a négyórás utat. Ez azt jelenti, hogy nincs szükség szélsőséges kriogén intézkedésekre a sejtek klinikára történő szállítása során, így a javasolt megközelítés költséghatékonyabb és könnyebben megvalósítható.

Végül a majmok szívszferoidokat vagy placebót kaptak közvetlenül a sérült szívkamrába. A megfigyelési időszak alatt a kutatók azt találták, hogy szívritmuszavar nagyon ritkán fordult elő, és a kezelt csoportból mindössze két ember tapasztalt átmeneti tachycardiát (gyors pulzus) az első két hétben. Echokardiográfiás és számítógépes tomográfiás vizsgálatokkal a csapat megerősítette, hogy négy hét elteltével a kezelt majmok szívének bal kamrai teljesítménye jobb volt a kontrollcsoporthoz képest, ami jobb vérpumpáló képességet jelez.

A szövettani elemzés végül feltárta, hogy a szívgraftok érettek, és megfelelően csatlakoztak a már meglévő szövetekhez, ami alátámasztja a korábbi megfigyelések eredményeit. "A HiPSC-eredetű szívszferoidok potenciálisan a kardiomiocita termékek optimális formájaként szolgálhatnak a szív regenerációjához, egyszerű generálási folyamatuk és hatékonyságuk miatt" - jegyzi meg Kobayashi adjunktus.Úgy gondoljuk, hogy a kutatás eredményei hozzájárulnak a sejttranszplantáció után fellépő kamrai aritmia fő problémájának megoldásához, és jelentősen felgyorsítják a szívregeneratív terápia megvalósítását.– teszi hozzá még.

Bár majmokon tesztelték, érdemes megjegyezni, hogy az ebben a vizsgálatban használt szívszferoid-előkészítési protokollt embereken végzett klinikai használatra tervezték. "Az eddig elért pozitív eredmények elegendőek ahhoz, hogy zöld utat adjanak klinikai vizsgálatunknak, az úgynevezett LAPiS vizsgálatnak. Már használjuk ugyanazokat a szívszferoidokat ischaemiás kardiomiopátiában szenvedő betegeknél,“ kommentálja Kobayashi adjunktus.

Bízzunk mindannyian a LAPiS-tanulmány átütő sikerében, amely megnyitja az utat a szívproblémákkal küzdők számára kibővített és hatékony kezelési lehetőségek előtt.

Források: