Japānas pētnieki pārbauda sirds sferoīdus sirds atjaunošanai pērtiķiem

Japānas pētnieki pārbauda sirds sferoīdus sirds atjaunošanai pērtiķiem

Reģeneratīvā sirds terapija ietver sirds muskuļu šūnu pārstādīšanu bojātās sirds vietās, lai atjaunotu zaudētās funkcijas. Tomēr tiek ziņots, ka sirds aritmiju risks pēc šīs procedūras ir augsts. Nesenā pētījumā Japānas pētnieki pārbaudīja jaunu pieeju, kurā "sirds sferoīdi", kas kultivēti no cilvēka cilmes šūnām, tiek ievadīti tieši bojātos sirds kambaros. Ārkārtīgi pozitīvie rezultāti, kas novēroti primātu modeļos, izceļ šīs stratēģijas potenciālu.

Sirds un asinsvadu slimības joprojām ir viens no visizplatītākajiem nāves cēloņiem visā pasaulē un īpaši izplatītas rūpnieciski attīstītajās valstīs. Miokarda infarkti, ko parasti sauc par "sirdslēkmēm", pieaug un katru gadu izraisa ievērojamu nāves gadījumu skaitu.

Sirdslēkmes parasti nogalina miljoniem sirds muskuļu šūnu, vājinot sirdi. Tā kā zīdītāji paši nevar atjaunot sirds muskuļu šūnas, sirds transplantācija pašlaik ir vienīgā klīniski dzīvotspējīgā iespēja pacientiem, kuri cieš no (vai varētu ciest no) sirds mazspējas. Ņemot vērā, ka pilnīga sirds transplantācija ir dārga un donoru iegūšana ir sarežģīta, nav pārsteidzoši, ka medicīnas aprindās ir liels pieprasījums pēc alternatīvām terapijām.

Daudzsološa stratēģija, kas kļūst arvien svarīgāka, ir cilvēka izraisītu pluripotentu cilmes šūnu (HiPSC) izmantošana reģeneratīvai sirds terapijai. Vienkārši sakot, HiPSC ir šūnas, kas nāk no nobriedušām šūnām un kuras var efektīvi “pārprogrammēt” pilnīgi citā šūnu tipā, piemēram, sirds muskuļa šūnās (kardiomiocītos). Pārstādot vai injicējot no HiPSC iegūtos kardiomiocītus bojātās sirds vietās, ir iespējams atjaunot daļu no zaudētās funkcionalitātes. Diemžēl pētījumi ir parādījuši, ka šī pieeja var palielināt sirds aritmiju risku, kas ir galvenais šķērslis klīniskajiem pētījumiem.

Nesenā pētījumā Japānas pētnieku grupa no Shinshu universitātes un Keio Universitātes Medicīnas skolas pārbaudīja jaunu reģeneratīvās sirds terapijas stratēģiju, injicējot pērtiķiem ar miokarda infarktu ar "sirds sferoīdiem", kas izgatavoti no HiPSC. Šis pētījums tika publicēts žurnālā 2024. gada 26. aprīlīSatiksmevadīja profesors Judži Šiba no Šinšu universitātes Reģeneratīvās zinātnes un medicīnas katedras.

Komanda ietvēra pirmo autoru Hideki Kobayashi un Koichiro Kuwahara no Šinšu Universitātes Medicīnas skolas Sirds un asinsvadu medicīnas nodaļas, kā arī Shugo Tohyama un Keiichi Fukuda no Keio Universitātes Medicīnas skolas Kardioloģijas nodaļas.

Savā jaunajā pieejā pētnieki kultivēja hiPSC vidē, kas izraisīja to diferenciāciju kardiomiocītos. Pēc sirds sferoīdu (trīsdimensiju sirds šūnu kolekcijas) rūpīgas ekstrakcijas un attīrīšanas no kultūrām tās injicēja aptuveni 6 × 107 šūnas krabjus ēdāju makaku bojātajās sirdīs (Macaca fascicularis). Viņi novēroja dzīvnieku stāvokli divpadsmit nedēļas un regulāri mērīja viņu sirds darbību. Pēc tam viņi analizēja pērtiķu sirdis audu līmenī, lai noteiktu, vai sirds sferoīdi var atjaunot bojātos sirds muskuļus.

Pirmkārt, komanda pārbaudīja pareizu HiPSC pārprogrammēšanu kardiomiocītos. Izmantojot elektriskos mērījumus šūnu līmenī, viņi novēroja, ka kultivētajām šūnām bija potenciālie modeļi, kas raksturīgi kambaru šūnām. Šūnas arī reaģēja, kā gaidīts, uz dažādiem zināmiem medikamentiem. Vissvarīgākais ir tas, ka viņi atklāja, ka šūnas izteica bagātīgus adhezīvus proteīnus, piemēram, konneksīnu 43 un N-kadherīnu, kas veicinātu to asinsvadu integrāciju esošajā sirdī.

Pēc tam šūnas tika transportētas no Keio universitātes ražotnes uz Shinshu universitāti, kas atrodas 230 km attālumā. Sirds sferoīdi, kas saglabāti 4 ° C temperatūrā standarta konteineros, četru stundu braucienu izturēja bez problēmām. Tas nozīmē, ka, transportējot šūnas uz klīnikām, nebūtu nepieciešami ārkārtēji kriogēni pasākumi, padarot ierosināto pieeju rentablāku un vieglāk īstenojamu.

Visbeidzot, pērtiķi saņēma vai nu sirds sferoīdu, vai placebo injekcijas tieši bojātajā sirds kamerā. Novērošanas periodā pētnieki atklāja, ka aritmijas radās ļoti reti un tikai divi cilvēki ārstēšanas grupā piedzīvoja pārejošu tahikardiju (ātru pulsu) pirmajās divās nedēļās. Izmantojot ehokardiogrāfiju un datortomogrāfiju, komanda apstiprināja, ka pēc četrām nedēļām ārstēto pērtiķu sirdīs bija labāka kreisā kambara izvade salīdzinājumā ar kontroles grupu, kas liecina par labāku asins sūknēšanas spēju.

Histoloģiskā analīze galu galā atklāja, ka sirds transplantāti bija nobrieduši un pareizi pievienoti jau esošiem audiem, apstiprinot iepriekšējo novērojumu rezultātus. "No HiPSC iegūtie sirds sferoīdi varētu kalpot kā optimāla kardiomiocītu produktu forma sirds reģenerācijai to vienkāršā ģenerēšanas procesa un efektivitātes dēļ.”, atzīmē docents Kobajaši.Mēs uzskatām, ka šī pētījuma rezultāti palīdzēs atrisināt galveno problēmu – kambaru aritmiju, kas rodas pēc šūnu transplantācijas, un būtiski paātrinās sirds reģeneratīvās terapijas realizāciju."viņš piebilst.

Lai gan tas tika pārbaudīts ar pērtiķiem, ir vērts atzīmēt, ka šajā pētījumā izmantotais sirds sferoīda sagatavošanas protokols bija paredzēts klīniskai lietošanai cilvēkiem. "Līdz šim sasniegtie pozitīvie rezultāti ir pietiekami, lai dotu zaļo gaismu mūsu klīniskajam pētījumam, tā sauktajam LAPiS pētījumam. Mēs jau lietojam tos pašus sirds sferoīdus pacientiem ar išēmisku kardiomiopātiju,“ komentē docents Kobajaši.

Cerēsim uz LAPiS pētījuma pārliecinošiem panākumiem, paverot ceļu paplašinātām un efektīvām ārstēšanas iespējām cilvēkiem ar sirds problēmām.

Avoti: