Επιστήμονες μπορεί να βρήκαν έναν τρόπο να βοηθήσουν την ανθρώπινη καρδιά να επουλωθεί από μόνη της. Ο μηχανισμός περιλαμβάνει την «αφύπνιση» ενός γονιδίου, με αποτέλεσμα να μπορούν να αρχίζουν να παράγουν νέα, υγιή κύτταρα ότι οι κατεστραμμένες καρδιές, προσφέροντας, έτσι ελπίδα σε εκατομμύρια ανθρώπους που ζουν με καρδιοπάθεια.
Σε ποια ηλικία ξεκινούν τα προβλήματα στην καρδιά – Τι να κάνουμε για να την προστατεύσουμε
Ένα «κοιμισμένο» γονίδιο μπορεί να κρατά το κλειδί για την επούλωση των κατεστραμμένων καρδιών
Επιστήμονες στο Mount Sinai ανακάλυψαν ότι ένα φυσικό ανθρώπινο γονίδιο με την ονομασία Cyclin A2 (CCNA2) – το οποίο συνήθως απενεργοποιείται μετά τη γέννηση – μπορεί να επανενεργοποιηθεί ώστε να βοηθήσει την καρδιά να επιδιορθωθεί μετά από βλάβες όπως ένα έμφραγμα ή καρδιακή ανεπάρκεια. Η μελέτη, υπό την ηγεσία της Dr. Hina Chaudhry, Διευθύντριας της Καρδιοαγγειακής Αναγεννητικής Ιατρικής στην Ιατρική Σχολή Icahn του Mount Sinai, δείχνει ότι η επανενεργοποίηση του γονιδίου επιτρέπει στην καρδιά να δημιουργήσει νέα, λειτουργικά καρδιακά κύτταρα.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στις 3 Νοεμβρίου στο Nature Portfolio Journals Regenerative Medicine, αυτή η σημαντική ανακάλυψη θα μπορούσε να προσφέρει έναν νέο τρόπο επιδιόρθωσης της κατεστραμμένης καρδιάς χωρίς την ανάγκη μεταμοσχεύσεων ή εμφυτεύσιμων συσκευών. Η ομάδα της Dr. Chaudhry απέδειξε για πρώτη φορά αυτή την ιδέα το 2014, όταν ήταν οι πρώτοι παγκοσμίως που αναγέννησαν την καρδιά ενός γουρουνιού μετά από έμφραγμα, επανενεργοποιώντας το CCNA2 – ένα αποτέλεσμα που προσομοιάζει στενά σε αυτό που συμβαίνει στον άνθρωπο.
Η νέα μελέτη πηγαίνει ένα βήμα παραπέρα, δείχνοντας ότι αυτή η προσέγγιση μπορεί να προκαλέσει επιδιόρθωση καρδιακών κυττάρων σε ανθρώπινους ιστούς με ασφάλεια, χρησιμοποιώντας ένα ειδικά σχεδιασμένο ιικό εργαλείο.
Ποια όργανα του ανθρώπινου σώματος έχουν αναγεννητικές ιδιότητες;
Ορισμένα μέρη του ανθρώπινου σώματος μπορούν να επιδιορθώσουν ή ακόμη και να αναπλάσουν ιστό, αλλά όχι όλα στον ίδιο βαθμό. Σύμφωνα με εργασία του 2023 με τίτλο «Organ Regeneration Through Stem Cells and Tissue Engineering», οι επιστήμονες χρησιμοποιούν βλαστοκύτταρα και μηχανικά σχεδιασμένα υλικά για να αναπτύξουν ή να επιδιορθώσουν ανθρώπινα όργανα. Η μελέτη εξηγεί ότι, ενώ αυτή η προσέγγιση παρουσιάζει μεγάλες προοπτικές, προκλήσεις όπως η δημιουργία φυσικής δομής ιστού και η διατήρηση των νέων οργάνων ζωντανών εξακολουθούν να υπάρχουν.
Άλλες πρόσφατες μελέτες δημοσιευμένες μέσα στα τρία τελευταία χρόνια δείχνουν λίγα όργανα με πραγματική αναγεννητική ικανότητα:
- Ήπαρ: Μπορεί να αναπλάσει χαμένο ιστό μέσω κυτταρικής διαίρεσης και επιδιόρθωσης. Νέα έρευνα δείχνει την ύπαρξη ειδικών κυττάρων ANXA2⁺ που βοηθούν στην επούλωση πριν ξεκινήσει η αναγέννηση.
- Καρδιά: Συνήθως επουλώνεται με ουλώδη ιστό, αλλά οι επιστήμονες εντόπισαν περιορισμένη αυτοανανέωση και δοκιμάζουν βλαστοκύτταρα και βιοτεχνητά «μπαλώματα» καρδιάς για την αποκατάσταση του μυϊκού ιστού.
- Νεφροί: Μπορούν να επιδιορθώσουν μικρούς τραυματισμούς στα σωληνάρια – νέες μελέτες με νεφρικά οργανοειδή στοχεύουν στην αντικατάσταση ή επούλωση κατεστραμμένων ιστών.
- Δέρμα: Επουλώνεται και αναγεννάται καλά – χρησιμοποιείται ως μοντέλο για τη μελέτη του πώς να προκαλέσουμε αναγέννηση σε άλλα όργανα.
Συνολικά, η αναγέννηση σημαίνει λειτουργική επιδιόρθωση – όχι τέλεια αντικατάσταση – και τα περισσότερα όργανα (όπως οι πνεύμονες, ο εγκέφαλος και η καρδιά) εξακολουθούν να εξαρτώνται από ιατρικές εξελίξεις για να απελευθερώσουν πλήρως τη δυνατότητα αναγέννησης.
Η επανενεργοποίηση ενός «κοιμισμένου» γονιδίου θα μπορούσε να τη βοηθήσει την καρδιά να επουλωθεί και να αναγεννηθεί
«Η καρδιοπάθεια είναι η κύρια αιτία θανάτου παγκοσμίως, και όμως τα καρδιακά μυϊκά κύτταρα του ενήλικα ανθρώπου σταματούν να διαιρούνται μετά τη γέννηση», εξήγησε σύμφωνα με το Mount Sinai η Dr. Hina Chaudhry. «Η εργασία μας ήταν η πρώτη που έδειξε ότι μπορούμε να αναγεννήσουμε την καρδιά του χοίρου μετά από τραυματισμό, και τώρα προχωρήσαμε τον τομέα δείχνοντας ότι ακόμα και τα καρδιακά κύτταρα ενήλικων ανθρώπων μέσης ηλικίας – που για καιρό θεωρούταν πως δεν μπορούν να διαιρεθούν – μπορούν να παρακινηθούν ώστε να δημιουργήσουν νέα, λειτουργικά κύτταρα. Αυτό αλλάζει το παράδειγμα – από τη διαχείριση των συμπτωμάτων στην πραγματική επιδιόρθωση της ανθρώπινης καρδιάς».
Κανονικά, όταν κάποιος παθαίνει έμφραγμα ή καρδιακή ανεπάρκεια, μερικά από τα μυϊκά κύτταρα της καρδιάς πεθαίνουν – και η καρδιά δεν μπορεί να δημιουργήσει νέα για να τα αντικαταστήσει. Δεν υπάρχει προς το παρόν θεραπεία που να επιτρέπει στην καρδιά να δημιουργήσει νέο μυϊκό ιστό μετά από βλάβη. Η ομάδα της Dr. Chaudhry ήθελε να διαπιστώσει εάν θα μπορούσαν να «ξυπνήσουν» τη φυσική ικανότητα επούλωσης της καρδιάς, επανενεργοποιώντας μια διαδικασία που λειτουργεί μόνο πριν από τη γέννηση – όταν τα καρδιακά κύτταρα μπορούν ακόμα να διαιρεθούν και να αναπτυχθούν.
Επικεντρώθηκαν στο φυσικό γονίδιο CCNA2, το οποίο απενεργοποιείται μετά τη γέννηση, και αποφάσισαν να το ενεργοποιήσουν ξανά σε ενήλικα κύτταρα, για να δουν αν θα μπορούσε να βοηθήσει στην επιδιόρθωση της καρδιάς. Για να το πετύχουν αυτό, οι ερευνητές δημιούργησαν έναν ασφαλή, συμβατό με τον άνθρωπο ιό που μετέφερε το γονίδιο CCNA2 και το παρέδωσαν απευθείας σε ενήλικα ανθρώπινα καρδιακά κύτταρα, τα οποία είχαν καλλιεργηθεί από υγιείς δότες. Με χρήση χρονοπαραθυρικής απεικόνισης, παρακολούθησαν τα κύτταρα καθώς διαιρούνταν με επιτυχία και δημιουργούσαν νέο, υγιή καρδιακό μυ – ενώ διατηρούσαν τη φυσιολογική τους δομή και λειτουργία.
Νέα γονιδιακή θεραπεία βοηθά τις καρδιές ενηλήκων να δημιουργούν νέα, υγιή κύτταρα
Στη μελέτη αυτή, οι επιστήμονες δοκίμασαν τρεις υγιείς καρδιές δοτών ηλικίας 21, 41 και 55 ετών. Όταν εφάρμοσαν τη θεραπεία με το Cyclin A2 (CCNA2), τα καρδιακά κύτταρα από τους δότες 41 και 55 ετών άρχισαν να διαιρούνται και να σχηματίζουν νέα κύτταρα. Ωστόσο, η καρδιά του 21χρονου δεν παρουσίασε καμία αλλαγή – κάτι που συμφωνεί με προηγούμενες έρευνες που δείχνουν ότι οι νεότερες καρδιές έχουν ήδη κάποια φυσική ικανότητα αναγέννησης χωρίς να χρειάζονται επιπλέον βοήθεια από το CCNA2.
Τα νέα κύτταρα, που ονομάζονται θυγατρικά κύτταρα, διατήρησαν τη φυσιολογική τους δομή και την υγιή δραστηριότητα ασβεστίου, αποδεικνύοντας ότι λειτουργούσαν σωστά. Περαιτέρω εξετάσεις έδειξαν ότι το CCNA2 βοηθά τα καρδιακά κύτταρα να «γυρίσουν προσωρινά το ρολόι προς τα πίσω» επανενεργοποιώντας γονίδια ανάπτυξης, επιτρέποντάς τους να διαιρεθούν και να επιδιορθώσουν την καρδιά. Σημαντικό είναι ότι αυτή η διαδικασία δεν κάνει τα κύτταρα ανώριμα ούτε προκαλεί την επικίνδυνη πάχυνση του καρδιακού ιστού που παρατηρείται σε ορισμένες παθήσεις.
«Αυτό είναι το αποκορύφωμα σχεδόν δύο δεκαετιών εργασίας», δήλωσε η ειδικός. «Εμείς πρωτοπορήσαμε στην ιδέα ότι η καρδιά θα μπορούσε να αναγεννηθεί μέσω της επανενεργοποίησης ανενεργών γονιδίων κυτταρικής διαίρεσης, και τώρα φέραμε αυτό το όραμα ένα βήμα πιο κοντά στους ασθενείς. Στόχος μας είναι να προσφέρουμε μια θεραπεία που θα επιτρέπει στην καρδιά να επουλώνεται από μόνη της μετά από έμφραγμα ή σε καρδιακή ανεπάρκεια – μειώνοντας την ανάγκη για μεταμοσχεύσεις ή μηχανικές συσκευές».
Τι προκαλεί το 99% των εμφραγμάτων και εγκεφαλικών, σύμφωνα με μεγάλη μελέτη
Το επόμενο βήμα της ομάδας είναι να υποβάλει αίτηση στον FDA για την έναρξη κλινικών δοκιμών της θεραπείας CCNA2 σε άτομα με καρδιοπάθεια. Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από τα National Institutes of Health και το New York Stem Cell Foundation Board.
Πηγές: Mount Sinai, Nature, AHAIASA Journals Circulation, NPJ Regenerative Medicine, Natrure Biomedical Engineering, NIH, Springer Nature Link, PMC