Cercetătorii japonezi testează sferoizii cardiaci pentru regenerarea inimii la maimuțe

Cercetătorii japonezi testează sferoizii cardiaci pentru regenerarea inimii la maimuțe

Terapiile regenerative ale inimii implică transplantarea celulelor musculare ale inimii în zonele deteriorate ale inimii pentru a restabili funcțiile pierdute. Cu toate acestea, riscul de aritmii cardiace în urma acestei proceduri este ridicat. Într-un studiu recent, cercetătorii din Japonia au testat o abordare nouă în care „sferoizii cardiaci” cultivați din celule stem umane sunt injectați direct în ventriculii deteriorați. Rezultatele extrem de pozitive observate la modelele de primate evidențiază potențialul acestei strategii.

Bolile cardiovasculare sunt încă una dintre cele mai frecvente cauze de deces la nivel mondial și sunt deosebit de frecvente în țările industrializate. Infarctele miocardice, cunoscute în mod obișnuit ca „atacuri de cord”, sunt în creștere și au ca rezultat un număr semnificativ de decese în fiecare an.

De obicei, atacurile de cord ucid milioane de celule musculare ale inimii, slăbind inima. Deoarece mamiferele nu pot regenera ele însele celulele musculare cardiace, transplanturile de inimă sunt în prezent singura opțiune viabilă din punct de vedere clinic pentru pacienții care suferă de (sau care pot suferi de) insuficiență cardiacă. Având în vedere că transplanturile complete de inimă sunt costisitoare și obținerea de donatori este dificilă, nu este de mirare că terapiile alternative sunt la mare căutare în comunitatea medicală.

O strategie promițătoare care devine din ce în ce mai importantă este utilizarea celulelor stem pluripotente induse umane (HiPSC) pentru terapia cardiacă regenerativă. Mai simplu spus, HiPSC-urile sunt celule care provin din celule mature și pot fi efectiv „reprogramate” într-un tip de celule complet diferit, cum ar fi celulele musculare ale inimii (cardiomiocitele). Prin transplantarea sau injectarea cardiomiocitelor derivate din HiPSC în zonele deteriorate ale inimii, este posibil să se restabilească o parte din funcționalitatea pierdută. Din păcate, studiile au arătat că această abordare poate crește riscul de aritmii cardiace, ceea ce reprezintă un obstacol major pentru studiile clinice.

Într-un studiu recent, o echipă de cercetare japoneză de la Universitatea Shinshu și la Facultatea de Medicină a Universității Keio a testat o nouă strategie pentru terapia regenerativă a inimii prin injectarea maimuțelor cu infarct miocardic cu „sferoizi cardiaci” fabricați din HiPSC. Acest studiu a fost publicat în jurnal pe 26 aprilie 2024Trafica fost condus de profesorul Yuji Shiba de la Departamentul de Știință și Medicină Regenerativă de la Universitatea Shinshu.

Echipa a inclus Hideki Kobayashi, primul autor, și Koichiro Kuwahara de la Departamentul de Medicină Cardiovasculară a Școlii de Medicină a Universității Shinshu, precum și Shugo Tohyama și Keiichi Fukuda de la Departamentul de Cardiologie a Școlii de Medicină a Universității Keio.

În abordarea lor nouă, cercetătorii au cultivat hiPSC într-un mediu care a dus la diferențierea lor în cardiomiocite. După ce au extras și purificat cu atenție sferoizii cardiaci (colecții tridimensionale de celule cardiace) din culturi, au injectat aproximativ 6 × 107 celule în inimile deteriorate ale macacilor care mănâncă crabi (Macaca fascicularis). Ei au monitorizat starea animalelor timp de douăsprezece săptămâni și le-au măsurat în mod regulat funcția inimii. Ei au analizat apoi inimile maimuțelor la nivel de țesut pentru a determina dacă sferoizii cardiaci ar putea regenera mușchii inimii deteriorați.

În primul rând, echipa a verificat reprogramarea corectă a HiPSC-urilor în cardiomiocite. Folosind măsurători electrice la nivel celular, ei au observat că celulele cultivate au prezentat modele potențiale tipice celulelor ventriculare. Celulele au răspuns, de asemenea, așa cum era de așteptat, la diferite medicamente cunoscute. Cel mai important, ei au descoperit că celulele exprimau proteine ​​adezive abundente, cum ar fi conexina 43 și N-caderina, care ar promova integrarea lor vasculară într-o inimă existentă.

Celulele au fost apoi transportate de la unitatea de producție a Universității Keio la Universitatea Shinshu, la 230 km distanță. Sferoizii cardiaci, conservați la 4 °C în containere standard, au supraviețuit călătoriei de patru ore fără probleme. Aceasta înseamnă că nu ar fi necesare măsuri criogenice extreme atunci când se transportă celulele la clinici, ceea ce face ca abordarea propusă să fie mai rentabilă și mai ușor de implementat.

În cele din urmă, maimuțele au primit injecții fie cu sferoizi cardiaci, fie cu un placebo direct în camera deteriorată a inimii. În timpul perioadei de observație, cercetătorii au descoperit că aritmiile au apărut foarte rar și doar două persoane din grupul de tratament au prezentat tahicardie tranzitorie (puls rapid) în primele două săptămâni. Folosind ecocardiografie și tomografie computerizată, echipa a confirmat că, după patru săptămâni, inimile maimuțelor tratate au avut un flux ventricular stâng mai bun în comparație cu grupul de control, ceea ce indică o capacitate mai bună de pompare a sângelui.

Analiza histologică a arătat în cele din urmă că grefele de inimă au fost mature și atașate corespunzător de țesutul preexistent, susținând rezultatele observațiilor anterioare. „Sferoizii cardiaci derivati ​​din HiPSC ar putea servi ca o formă optimă de produse cardiomiocite pentru regenerarea cardiacă datorită procesului lor simplu de generare și eficacității.", notează profesorul asistent Kobayashi. "Considerăm că rezultatele acestei cercetări vor ajuta la rezolvarea problemei principale a aritmiei ventriculare care apar după transplantul de celule și vor accelera semnificativ realizarea terapiei regenerative cardiace.", adaugă el în continuare.

Deși a fost testat la maimuțe, este de remarcat faptul că protocolul de preparare a sferoidelor cardiace utilizat în acest studiu a fost conceput pentru utilizare clinică la om. „Rezultatele pozitive obținute până acum sunt suficiente pentru a da undă verde studiului nostru clinic, așa-numitul studiu LAPiS. Folosim deja aceleași sferoide cardiace la pacienții cu cardiomiopatie ischemică,„ comentează conf. prof. Kobayashi.

Să sperăm cu toții la un succes răsunător al studiului LAPiS, deschizând calea pentru opțiuni de tratament extinse și eficiente pentru persoanele cu probleme cardiace.

Surse: