După un infarct miocardic, corpul uman este incapabil să repare ţesutul afectat din cauza incapacităţii inimii de a genera ţesut muscular cardiac. O echipă internaţională propune o nouă abordare terapeutică: tratamentul cu celule progenitoare cardiace, care ar putea duce la formarea de celule cardiace funcţionale la locul leziunilor provocate de infarct.
Se estimează că 18 milioane de decese au loc în fiecare an, la nivel global, din cauza bolilor cardiovasculare, potrivit Organizaţiei Mondiale a Sănătăţii (OMS). Din această cauză, bolile cardiovasculare sunt subiectul cercetării la nivel mondial.
O nouă abordare terapeutică, publicată recent în Nature Cell Biology, cu scopul de a începe studiile clinice în următorii doi ani, propune un tratament cu celule progenitoare ventriculare (HVP), derivate din celule stem pluripotente umane.
Multe boli de inima provoacă moartea celulelor musculare cardiace şi a vaselor de sânge. Acestea sunt înlocuite cu ţesut cicatrizat fibrotic, care provoacă deteriorarea continuă a funcţiei cardiace.
Unele animale, în special amfibienii şi peştii, pot repara astfel de daune, dar această capacitate lipseşte aproape în întregime la inima unui om adult.
O abordare experimentală pentru refacerea ţesutului cardiac afectat este cea bazată pe terapia cu celule stem. Studiile anterioare au cercetat utilizarea celulelor cardiace cultivate din celule stem, concentrându-se în mod special pe cardiomiocite, dar au înregistrat reacţii adverse frecvente, cum ar fi bătăi neregulate ale inimii şi aritmie fatală.
Celule progenitoare cardiace în loc de celule cardiace diferenţiate
În recentul studiu, o echipă interdisciplinară de cercetători a investigat celulele progenitoare ventriculare umane.
Aceste celule joacă un rol cheie în formarea inimii pe parcursul dezvoltării sale. În timp, celulele progenitoare ventriculare se diferenţiază în diferitele tipuri de celule din inimă, inclusiv cardiomiocite. Echipa a reuşit să producă un număr mare de celule HVP din celule stem pluripotente embrionare umane.
„Este punctul culminant al celor două decenii de muncă în încercarea a noastră de a găsim celula ideală pentru a reconstrui inima“, a declarat Kenneth R. Chien, profesor de cercetare cardiovasculară la Institutul Karolinska.
Mecanisme moleculare complexe
Folosind celulele HVP, oamenii de ştiinţă au studiat procesele moleculare complexe implicate în repararea zonelor deteriorate ale muşchiului cardiac.
„În investigaţiile de laborator, am reuşit să arătăm cum HVP pot, într-un fel, să depisteze regiunile deteriorate din inimă, să migreze spre locurile cu leziuni şi să se maturizeze în celule cardiace funcţionale. De asemenea, aceste celule împiedică în mod activ formarea ţşesutului cicatricial, comunicând cu căile de semnalizare ale fibroblastelor, celulele care formează cadrul structural pentru ţesutul conjunctiv de susţinere“, a explicat prof. Karl-Ludwig Laugwitz, profesor de cardiologie la UTM.
Tratamentul a avut succes pe inimi de porc
Echipa interdisciplinară a studiat eficacitatea tratării cu HVP a unei inimi deteriorate, folosind inimi de porc.
Fiziologic, inima de porc este asemănătoare cu cea umană, şi de regulă, experimentele cu porci sunt efectuate înaintea începerii studiilor la pacienţii umani.
Rezultatele arată că o inimă deteriorată poate fi reparată în mod fiabil, chiar şi la animalele mari, fără efecte secundare grave.
„Tratamentul a demonstrat cu succes formarea de ţesut cardiac nou şi, cel mai important, îmbunătăţirea funcţiei cardiace şi reducerea ţesutului cicatricial“, a declarat dr. Regina Fritsche-Danielson, director de cercetare şi dezvoltare la AstraZeneca.
Cercetătorii îşi propun să înceapă studiile clinice în următorii doi ani
Oamenii de ştiinţă intenţionează să transpună în practică rezultatele cercetării pentru a dezvolta un tratament pentru pacienţii cardiaci.
Pe viitor, un pas intermediar important îl reprezintă dezvoltarea celulelor HVP hipoimunogene, întrucât, în prezent, este necesară inactivarea sistemul imunitar al pacientului pentru a preveni distrugerea tratamentului celular.
Celulele hipoimunogene ar elimina necesitatea acestei proceduri, deoarece nu ar fi identificate drept corpuri străine de către sistemul imunitar al pacientului. Vor urma apoi cercetări suplimentare pe celulele hipoimunogene pentru posibilele efecte secundare.
Cercetătorii şi-au propus să fie gata pentru începerea studiilor clinice privind utilizarea terapeutică a celulelor progenitoare ventriculare în următorii doi ani.
„Noile perspective privind utilizarea terapeutică a elulelor HVP reprezintă un progres în tratamentul diverşilor pacienţi cu insuficienţă cardiacă gravă. Ar beneficia mai ales de tratamentul cu HVP pacienţii mai în vârstă, cu afecţiuni coexistente, pentru care chirurgia cardiacă majoră ar reprezenta o suprasolicitare“, a mai precizat prof. Karl-Ludwig Laugwitz.
Echipa interdisciplinară care a realizat studiul a inclus cercetători de la universitatea tehnică şi spitalul universitar din München (UTM), Institutul Karolinska şi startup-ul suedez de biotehnologie Procella Therapeutics şi compania biofarmaceutică AstraZeneca.
