Η μέθοδος αναγέννησης της καρδιάς μετά από έμφραγμα

Μια μέθοδος αναγέννησης του καρδιακού μυ μετά από έμφραγμα θεωρείται ως το «ιερό δισκοπότηρο» της Αναγεννητικής Ιατρικής, χωρίς ωστόσο μέχρι σήμερα να έχει επιτευχθεί κάποιο σημαντικό βήμα προς την επίτευξη αυτού του στόχου.

Αλλά τώρα ερευνητές του Πανεπιστημίου του Τέξας, Southwestern, ανακοίνωσαν ότι κατάφεραν να «ξεκλειδώσουν» τον υποκείμενο μοριακό μηχανισμό της αναγέννησης της καρδιάς στο μόνο ζωικό μοντέλο που επί του παρόντος είναι γνωστό ότι μπορεί να αναγεννηθεί μια σημαντική αναλογία του καρδιακού μυ μετά από κάποια βλάβη, στα νεογνά των ποντικιών.

Όπως αναφέρεται σε σχετικό άρθρο του Proceedings of the National Academy of Sciences, τα συγκεκριμένα νεογνά θηλαστικών ειδών κρύβουν το μυστικό της αναγέννησης του 15% περίπου του ιστού της καρδιακής κοιλίας, μια ικανότητα που εμφανίζεται μέσα σε ένα χρονικό εύρος περίπου επτά ημερών μετά τη γέννηση. Μόλις το χρονικό αυτό «παράθυρο» κλείσει, τα καρδιακά κύτταρα ωριμάζουν και τα ποντίκια χάνουν για πάντα την ικανότητα να αναγεννούν τις τραυματισμένες περιοχές της καρδιάς τους.

Η μελέτη που βρίσκεται σε εξέλιξη στο Κέντρο Αναγεννητικής Επιστήμης και Ιατρικής Hamon του αμερικανικού πανεπιστημίου, διεξάγεται από την ίδια επιστημονική ομάδα που το 2011 ανακοίνωσαν πρώτοι στο κόσμο ότι τα ποντίκια έχουν την ικανότητα αναγέννησης ενός σημαντικού ποσοστού του καρδιακού τους μυ. Τα μικροσκοπικά ποντίκια αναγεννούν τις καρδιές τους παράγοντας νέα καρδιομυοκύτταρα, κύτταρα υπεύθυνα για τις ισχυρές συσταλτικές δυνάμεις του υγιούς οργάνου.

Τώρα, εντόπισαν γονίδια, τις πρωτεΐνες τους και μια ομάδα κυττάρων, περιλαμβανομένων των μακροφάγων του ανοσοποιητικού συστήματος, που εμπλέκονται στην αναγεννητική διαδικασία, ανοίγοντας τον δρόμο ενδεχομένως και για την αναγέννηση της ανθρώπινης καρδιάς στο μέλλον.

«Η μελέτη μας παρέχει μια λεπτομερή περιγραφή της διαδικασίας αναγέννησης της καρδιάς των ποντικιών νεογνικής ηλικίας, και αντιπροσωπεύει μια πλούσια πηγή στοιχείων για την αναγνώριση γονιδίων που μπορεί να βοηθούν στην καρδιακή επιδιόρθωση σε περίπτωση τραυματισμού», εξηγεί ο Zhaoning Wang, κύριος συγγραφέας της μελέτης.

Αξίζει να σημειωθεί ότι η καρδιακή νόσος είναι κύρια αιτία θνησιμότητας παγκοσμίως και όταν συντελεστεί η βλάβη τα συσταλτικά κύτταρα δεν αναγεννώνται. Στην περίπτωση εμφράγματος, η καρδιά ενός ενήλικα εκτιμάται ότι χάνει έως και 1 δισεκατομμύριο καρδιομυοκύτταρα επειδή αυτά δεν πολλαπλασιάζονται, δηλαδή δεν μπορούν να αναπληρωθούν. «Η απώλεια των καρδιομυοκυττάρων συντελεί σε περιορισμένη συσταλτικότητα της καρδιάς, σχηματισμό ουλών και καρδιακή ανεπάρκεια», σημειώνει ο Δρ. Wang.

Αντίθετα, η νεογνική καρδιά των τρωκτικών μπορεί με επάρκεια να αναγεννηθεί επιτρέποντας έτσι την σωστή λειτουργία και μετά από έναν τραυματισμό. Τα τρωκτικά χάνουν αυτή την ικανότητα μετά την πρώτη εβδομάδα της ζωής τους επειδή τα αναγεννητικά συστατικά «διέρχονται δομικής και λειτουργικής ωρίμανσης», εξηγεί ο ειδικός.

«Η νεογνική καρδιά αναπτύσσεται ταχέως την πρώτη εβδομάδα μετά την γέννηση, δηλαδή στο χρονικό ‘παράθυρο’ της αναγέννησης. Και εντός αυτού του ‘παραθύρου’ τα γονίδια που παίζουν ρόλο στην ανάπτυξη του καρδιακού μυ είναι ενεργά, αλλά γρήγορα εξασθενούν όταν κλείνει αυτό το χρονικό παράθυρο. Αυτό υποδηλώνει ότι η νεογνική καρδιά εκμεταλλεύεται αυτό το παροδικό πρόγραμμα κατά την αναγέννηση της καρδιάς», σύμφωνα με τον Δρ. Zhaoning Wang.

Ο Δρ. Wang και οι συνάδελφοί του έχουν αναπτύξει έναν από τους μεγαλύτερους καταλόγους δεδομένων σχετικά με την αναγέννηση της καρδιάς των ποντικιών, παρά το γεγονός ότι πρόκειται για ένα πραγματικό μικροσκοπικό όργανο. Στην παρούσα έρευνα εστίασαν στο σύνολο του αγγελιαφόρου RNA στο γονιδίωμα του ποντικού. Ανέλυσαν επίσης ιστόνες, πρωτεΐνες που βρίσκονται στον πυρήνα ευκαρυωτικών κυττάρων που βοηθούν στη «συσκευασία» του DNA.

«Οι ιστόνες είναι πρωτεΐνες που συσχετίζονται με το DNA για να σχηματίσουν χρωματίνη», εξηγεί ο ερευνητής, αναφερόμενος στο βιολογικό υλικό που συνθέτει τα χρωμοσώματα. Οι ιστόνες, όπως και τα μεταγραφικά δεδομένα, λέει, έχουν επιρροή στο μοριακό περιβάλλον που εμπλέκεται στην αναγέννηση μιας τραυματισμένης καρδιάς.

Ο Δρ. Wang και η ομάδα του έκαναν και επιπλέον διαπιστώσεις όταν συνέκριναν τις καρδιές ποντικιών με αναγεννητική και μη αναγεννητική δράση σε διάστημα επτά ημερών. Βρήκαν ότι οι καρδιές που υπέστησαν τραυματισμό και κατάφεραν να αναγεννηθούν ανέπτυξαν μια μοναδική ανοσοαπόκριση.

Το πιο σημαντικό ήταν η απελευθέρωση του παράγοντα CcL24, που απελευθερώνεται από τα μακροφάγα, ο οποίος προάγει την αναγέννηση. Επίσης κατά τη διάρκεια της αναγέννησης υπάρχει η πρωτεΐνη δέσμευσης RNA, Igf2bp3.

«Έχουμε εντοπίσει τα CcL24 και Igfbp3 ως προηγουμένως μη χαρακτηρισμένους ρυθμιστές του πολλαπλασιασμού των καρδιομυοκυττάρων, οι οποίοι μπορεί να έχουν πιθανές θεραπευτικές επιπτώσεις», εξηγεί ο Δρ. Wang.

«Υπό το φως όλων αυτών των νέων στοιχείων, λοιπόν, ελπίζουμε ότι προωθούμε την καλύτερη κατανόηση των μηχανισμών της αναγέννησης της νεογνικής καρδιάς και να οδηγήσουμε στον εντοπισμό περισσότερων θεραπευτικών στόχων για τις καρδιακές παθήσεις », καταλήγει.