Un studiu preclinic recent, realizat pe soareci, dezvaluie o modalitate prin care oamenii de stiinta au reusit sa „dea timpul înapoi” dupa un infarct miocardic, pentru a reface tesutul inimii.
Aceasta în conditiile în care este stiut faptul ca bolile cardiovasculare, inclusiv infarctul miocardic, reprezinta principala cauza de deces la nivel mondial.
Faptul ca oameni de stiinta au reusit acum sa reprogrameze celulele inimii pentru ca un cord deteriorat sa se poata reface si sa fie aproape ca unul nou ar putea fi un lucru de-a dreptul revolutionar.
Cercetatorii din spatele lucrarii au folosit molecule de ARN pentru a instrui celulele dintr-un cord afectat sa elimine tesutul cicatricial si sa recreeze muschiul cardiac, permitându-i inimii sa functioneze din nou ca noua.
„Inimile umane adulte nu se repara foarte bine”, spune Conrad Hodgkinson, profesor asociat de Medicina si patologie la Facultatea de Medicina a Universitatii Duke, din Statele Unite, care a supervizat studiul.
Odata ce un individ sufera un infarct sau inima sufera orice tip de leziuni, nu exista capacitatea de a înlocui muschiul cardiac care moare.
„Asadar, inima, pentru a nu exploda, activeaza fibroblastele pentru ca acestea sa se deplaseze la locul leziunilor si sa cicatrizeze tesutul”, explica profesorul american.
La fel ca cicatricile de pe piele care rezulta în urma unei rani sau a unei interventii chirurgicale, tesutul cicatricial generat în inima dupa un infarct este dur si neflexibil si poate împiedica organul sa functioneze la potentialul sau maxim, a spus prof. Hodgkinson.
Împreuna cu echipa sa, omul de stiinta a vrut sa gaseasca o modalitate eficienta de a transforma tesutul cicatricial înapoi în muschi cardiac functional pentru a inversa, în esenta, efectele unui infarct.
Pentru a face acest lucru, cercetatorii si-au propus sa gaseasca o modalitate de a transforma fibroblastele, un tip de celule care contribuie la formarea tesutului conjunctiv, în celule ale muschiului cardiac prin intermediul unui proces numit reprogramare celulara.
Cercetatorii au reusit sa livreze instructiuni pentru reprogramarea celulelor prin intermediul moleculelor de ARN, si asa au descoperit ca fibroblastele adulte nu sunt foarte bune la respectarea acestor instructiuni si sunt rezistente la reprogramare.
„Am descoperit ca, daca luam fibroblaste cardiace de la persoane mai tinere, acestea se reprogrameaza foarte bine”, explica Hodgkinson. „Dar, daca luam fibroblaste cardiace de la adulti, acestea nu raspund, de fapt, deloc. Asadar, am încercat sa întelegem daca nu cumva procesul de îmbatrânire interfereaza de fapt cu reprogramarea fibroblastelor”.
Profesorul Hodgkinson si echipa sa au descoperit ca un senzor de oxigen proteic, Epas1, împiedica fibroblastele adulte sa se reprogrameze. Cercetatorii au reusit sa exploateze capacitatea de regenerare a celulelor tinere prin blocarea Epas1 în fibroblastele adulte.
„Atunci când am inversat procesul de îmbatrânire a fibroblastelor, facându-le practic sa creada ca sunt din nou tinere, am transformat mai multe astfel de celule în muschi cardiac”, a declarat Hodgkinson.
Cercetatorii au formulat un cocktail de molecule de ARN pe care le-au împachetat în exosomi, un produs natural produs de majoritatea celulelor. Aceasta tehnologie le-a permis sa livreze exosomii fara interventii chirurgicale. Pachetele de exosomi au proprietati unice care le ghideaza catre fibroblastele cardiace din interiorul unei leziuni ale inimii.
„Exosomii sunt un fel de pungi de cumparaturi”, explica profesorul. „Celula pune o multime de lucruri aici pentru a trimite semnale catre alte celule. Sunt o modalitate prin care celulele pot vorbi între ele”.
Atunci când cercetatorii au folosit exosomii plini de ARN pentru a instrui fibroblastele sa se reprogrameze la un soarece care tocmai suferise un infarct miocardic, rezultatele au fost, potrivit prof. Hodgkinson, „impresionante”.
„Am reusit sa recuperam aproape toata functia cardiaca pierduta dupa un infarct prin inversarea îmbatrânirii fibroblastelor din inima”, a spus el.
Descoperirile au fost publicate în Journal of Biological Chemistry.
Reprogramarea celulara, împreuna cu inversarea îmbatrânirii celulare, are aplicatii viitoare nelimitate, inclusiv refacerea pierderii de neuroni în creierul pacientilor cu dementa si eliminarea cicatricilor cutanate la pacientii cu psoriazis fara interventii chirurgicale invazive, a mai precizat profesorul Hodgkinson.