Cercetători de la universitatea din Houston, SUA, au folosit o tehnologie unică cu ajutorul căreia au reparat şi regenerat celulele musculare cardiace la şoareci, afectate în urma unui infarct miocardic.
Descoperirea ar putea deveni o strategie clinică puternică pentru tratarea bolilor de inimă la om, potrivit savanţilor americani.
Noua tehnologie dezvoltată de echipa de cercetători utilizează acidul ribonucleic mesager sintetic (ARNm) pentru a furniza inimii şoarecilor factori de transcriere modificaţi (proteine care controlează conversia ADN-ului în ARN).
Descoperirile au fost publicate în Journal of Cardiovascular Aging.
„Nimeni nu a mai reuşit să facă acest lucru într-o asemenea măsură şi credem că ar putea deveni un posibil tratament pentru oameni”, a declarat Robert Schwartz, un reputat profesor de biologie şi biochimie la colegiul de şiinţe ale naturii şi matematică din cadrul universităţii din Houston, care a condus studiul.
Cercetătorii au demonstrat că doi factori de transcriere modificaţi, Stemin şi YAP5SA, lucrează împreună pentru a intensifica reproducerea cardiomiocitelor (celulele musculare cardiace), izolate din inimile şoarecilor. Experimentele au fost efectuate in vitro, pe culturi de ţesuturi.
„Ce încercăm să facem este să dediferenţiem cardiomiocitele într-o stare asemănătoare celulelor stem, astfel încât să se poată regenera şi înmulţi”, a explicat Siyu Xiao, un absolvent de doctorat.
Stemin activează în cardiomiocite proprietăţi asemănătoare celulelor stem. Rolul crucial al factorului Stemin în aceste experimentele a fost descoperit de asistentul de cercetare, Dinakar Iyer, un profesor de biologie şi biochimie, care a declarat că factorul de transcriere modificat „a schimbat complet datele problemei”. La rândul său, factorul YAP5SA are rolul de a promova dezvoltarea cordului ceea ce determină miocitele să se reproducă şi mai mult.
Într-o altă descoperire, care urmează să fie publicată în acelaşi jurnal, echipa va raporta că factorii de transcriere modificaţi, Stemin şi YAP5SA, au reparat inimile deteriorate ale şoarecilor in vivo. Mai mult, nucleele miocitelor s-au replicat de cel puţin 15 ori în 24 de ore după injecţii cardiace care au livrat factorii de transcriere modificaţi.
„Când ambii factori de transcriere au fost injectaţi în inimile şoarecilor adulţi cu infarct, rezultatele au fost uimitoare. Laboratorul a descoperit că miocitele cardiace s-au înmulţit rapid într-o zi, în timp ce, în următoarea lună, inimile au fost reparate aproape de o funcţie normală de pompare cardiacă al unui cord cu mici cicatrici”, a declarat prof. Schwartz.
Bradley McConnell, profesor de farmacologie, şi studentul Emilio Lucero, de la colegiul de farmacie UH, au colaborat la studiu producând modelul de şoarece adult cu infarct.
Potrivit cercetătorilor, un beneficiu suplimentar al utilizării de ARNm sintetic, este că acesta dispare în câteva zile, spre deosebire de livrarea virală. Terapiile genice livrate celulelor cu ajutorul vectorilor virali ridică mai multe probleme de biosecuritate, deoarece adenovirusurile nu pot fi oprite cu uşurinţă. Livrarea pe bază de ARNm are loc rapid şi apoi compusul este asimilat de organism şi dispare.
Schwartz şi Iyer au lucrat la acest studiu timp de mai mulţi ani, iar Xiao s-a concentrat pe această cercetare pe parcursul studiilor doctorale la UH, pe care le-a absolvit în toamna anului 2020.
„Mă simt onorat şi norocos că am lucrat la acest proiect. Este un studiu uriaş în regenerarea inimii, având în vedere şi strategia ingenioasă de a utiliza ARNm sintetic pentru a livra Stemin şi YAP5SA”, a precizat Xiao.
Descoperirile sunt deosebit de importante, ţinând cont de faptul că mai puţin de 1% din celulele musculare cardiace adulte se pot regenera. „Cei mai mulţi oameni trăiesc până la moarte cu majoritatea cardiomiocitelor pe care le-au dobândit în prima lună de viaţă”, a mai precizat cercetătoarea. În urma unui infarct, când celulele musculare cardiace mor, capacitatea de contracţie a inimii poate fi pierdută.
