Japonski raziskovalci preizkušajo srčne sferoide za regeneracijo srca pri opicah

Japonski raziskovalci preizkušajo srčne sferoide za regeneracijo srca pri opicah

Regenerativne terapije srca vključujejo presaditev celic srčne mišice v poškodovana področja srca, da se obnovijo izgubljene funkcije. Vendar naj bi bilo tveganje za srčne aritmije po tem postopku visoko. V nedavni študiji so raziskovalci iz Japonske preizkusili nov pristop, pri katerem se "srčni sferoidi", gojeni iz človeških matičnih celic, vbrizgajo neposredno v poškodovane komore. Izjemno pozitivni rezultati, opaženi pri modelih primatov, poudarjajo potencial te strategije.

Bolezni srca in ožilja so še vedno eden najpogostejših vzrokov smrti po vsem svetu in so še posebej pogoste v industrializiranih državah. Miokardni infarkti, splošno znani kot "srčni napadi", se povečujejo in vsako leto povzročijo veliko smrtnih žrtev.

Srčni infarkt običajno ubije na milijone celic srčne mišice in oslabi srce. Ker sesalci ne morejo sami regenerirati celic srčne mišice, so presaditve srca trenutno edina klinično izvedljiva možnost za bolnike s srčnim popuščanjem (ali verjetno, da bodo imeli) srčno popuščanje. Glede na to, da so popolne presaditve srca drage in je pridobivanje darovalcev težko, ni presenetljivo, da je alternativno zdravljenje v medicinski skupnosti veliko povpraševanje.

Obetavna strategija, ki postaja vse bolj pomembna, je uporaba človeških induciranih pluripotentnih matičnih celic (HiPSC) za regenerativno srčno terapijo. Preprosto povedano, HiPSC so celice, ki izvirajo iz zrelih celic in jih je mogoče učinkovito "reprogramirati" v popolnoma drugačen tip celic, kot so celice srčne mišice (kardiomiociti). S presaditvijo ali injiciranjem kardiomiocitov, pridobljenih iz HiPSC, v poškodovana področja srca je mogoče obnoviti del izgubljene funkcionalnosti. Na žalost so študije pokazale, da lahko ta pristop poveča tveganje za srčne aritmije, kar predstavlja veliko oviro za klinična preskušanja.

V nedavni študiji je japonska raziskovalna skupina z univerze Shinshu in medicinske fakultete univerze Keio testirala novo strategijo za regenerativno srčno terapijo z injiciranjem opicam z miokardnim infarktom "srčnih sferoidov", narejenih iz HiPSC. Ta študija je bila objavljena v reviji 26. aprila 2024Prometje vodil profesor Yuji Shiba z oddelka za regenerativno znanost in medicino na univerzi Shinshu.

Ekipa je vključevala Hidekija Kobayashija, prvega avtorja, in Koichiro Kuwahara z Oddelka za kardiovaskularno medicino na Medicinski fakulteti Univerze Shinshu, pa tudi Shugo Tohyama in Keiichi Fukuda z Oddelka za kardiologijo na Medicinski fakulteti Univerze Keio.

V svojem novem pristopu so raziskovalci gojili hiPSC v mediju, ki je vodil do njihove diferenciacije v kardiomiocite. Po skrbni ekstrakciji in čiščenju srčnih sferoidov (tridimenzionalnih zbirk srčnih celic) iz kultur so vbrizgali približno 6 × 107 celic v poškodovana srca makakov, ki jedo rakovice (Macaca fascicularis). Dvanajst tednov so spremljali stanje živali in jim redno merili delovanje srca. Nato so analizirali srca opic na ravni tkiva, da bi ugotovili, ali lahko srčni sferoidi regenerirajo poškodovane srčne mišice.

Najprej je ekipa preverila pravilno reprogramiranje HiPSC v kardiomiocite. Z uporabo električnih meritev na celični ravni so opazili, da gojene celice kažejo potencialne vzorce, značilne za ventrikularne celice. Celice so se po pričakovanjih odzvale tudi na različna znana zdravila. Najpomembneje je, da so ugotovili, da celice izražajo obilne adhezivne beljakovine, kot sta koneksin 43 in N-kadherin, kar bi spodbudilo njihovo vaskularno integracijo v obstoječe srce.

Celice so nato iz proizvodnega obrata univerze Keio prepeljali na 230 km oddaljeno univerzo Shinshu. Srčni sferoidi, shranjeni pri 4 °C v standardnih posodah, so brez težav prestali štiriurno potovanje. To pomeni, da pri transportu celic v klinike ne bodo potrebni ekstremni kriogeni ukrepi, zaradi česar bo predlagani pristop stroškovno učinkovitejši in lažji za izvedbo.

Končno so opice prejele injekcije srčnih sferoidov ali placeba neposredno v poškodovano srčno komoro. Med obdobjem opazovanja so raziskovalci ugotovili, da so se aritmije pojavljale zelo redko in da sta le dva človeka v zdravljeni skupini v prvih dveh tednih doživela prehodno tahikardijo (hiter utrip). Z ehokardiografijo in računalniško tomografijo je ekipa potrdila, da so po štirih tednih srca zdravljenih opic imela boljši izhod levega prekata v primerjavi s kontrolno skupino, kar kaže na boljšo sposobnost črpanja krvi.

Histološka analiza je na koncu pokazala, da so srčni presadki zreli in pravilno pritrjeni na že obstoječe tkivo, kar podpira rezultate prejšnjih opazovanj. “Srčni sferoidi, pridobljeni iz HiPSC, bi lahko potencialno služili kot optimalna oblika produktov kardiomiocitov za regeneracijo srca zaradi njihovega enostavnega procesa generiranja in učinkovitosti," ugotavlja docent Kobayashi. "Verjamemo, da bodo rezultati te raziskave pomagali rešiti glavni problem ventrikularne aritmije, ki nastane po presaditvi celic, in bistveno pospešiti uresničitev srčne regenerativne terapije.« še dodaja.

Čeprav je bil testiran na opicah, je treba omeniti, da je bil protokol priprave srčnega sferoida, uporabljen v tej študiji, zasnovan za klinično uporabo pri ljudeh. “Dosedanji pozitivni rezultati zadostujejo za zeleno luč za našo klinično študijo, tako imenovano študijo LAPiS. Iste srčne sferoide že uporabljamo pri bolnikih z ishemično kardiomiopatijo,“ komentira docent Kobayashi.

Upajmo vsi na izjemen uspeh študije LAPiS, ki bo utrla pot razširjenim in učinkovitim možnostim zdravljenja ljudi s srčnimi težavami.

Viri: