Odbudowa serca po zawale

Martwych obszarów na sercu powstałych po zawale mięśnia sercowego nie da się już wyleczyć. Jest jednak sposób, aby takie miejsce wymienić np. na nowe komórki serca.

Naukowcy z Cornell*s College ze stanu Nowy Jork (USA) wykorzystali komórki serca z embriona i wszczepili (ang. cell-transplant therapy) je do serca myszy po zawale. Po takiej komórkowej transplantacji nowe komórki zapoczątkowały naprawę uszkodzonego serca i to z dużą wydajnością. Wyniki badań zostały opublikowane na łamach czasopisma Nature.

Podczas zawału mięśnia sercowego (łac. Infarctus myocardii), na skutek najczęściej dłuższego niedotlenienia, które może być spowodowane zamknięciem naczyń krwionośnych, objawiające się podczas miażdżycy lub zakrzepicy. Zawał najczęściej występuje w obrębie lewej komory, choć może wystąpić w praktycznie każdym obszarze serca. Martwica (nekroza) to obumarcie części tkanki, powstałe w wyniki nagłego, lokalnego działania czynnika szkodliwego o bardzo dużym nasileniu, w tym wypadku silne niedotlenienie. Zawał serca to rodzaj martwicy skrzepowej, która powstaje na skutek unieczynnienia enzymów, które rozkładają martwe tkanki. Martwica jest procesem nieodwracalnym, jedynie wymiana martwych komórek na nowe, zdrowe może dać pozytywne działanie przy przywracaniu sprawności i funkcjonalności uszkodzonego sercu.

Sztab naukowców, na czele z Michael’em Kotlikoff’em, zaobserwował, że główną rolę w procesie odbudowy i rekonwalescencji serca odgrywa białko membranowe koneksyna, a dokładnie koneksyna 43. Koneksyna (43 kDa) jest białkiem łączącym- występuje w miejscach połaczeń między komórkami. Najprawdopodobniej łączy się z tubuliną na jej C- końcu lub z obszarem tubuliny o strukturze pętli (ang. loop). Występuje w sercu i mózgu. Wg Michael*a Kotlikoff*a koneksyna 43 ekspresjonowana przez komórki embrionalne pomaga w odbudowie elektrycznych połączeń między komórkami w mózgu. Transplantacja komórek do serca była testowana wielokrotnie w przeszłości, jednakże bez większych skutków, gdyż za każdym razem nie można było odbudować połączeń między komórkami w uszkodzonym sercu. Obecnie komórki embrionalne stały się doskonałym rozwiązaniem tego problemu, bo nie tylko tworzą połączenia między sobą, ale także między normalnymi komórkami serca.

Niezmiernie ważna była detekcja działania komórek embrionalnych po transplantacji do uszkodzonego serca. Dlatego też uszkodzone serce było genetycznie zmodyfikowane, gdzie komórki uszkodzone ekspresjonowały fluorescencyjny czujnik (sensor), co widać było podczas skurczów serca.

"Po raz pierwszy można była zaobserwować jak komórki po transplantacji działają w nowym organie, w jaki sposób współdziałają z normalnymi komórkami" mówi Michael Kotlikoff. Jak jednak wiadomo, nie można używać ludzkich komórek embrionalnych do terapii, dlatego też naukowcy z uniwersytetu w Bonn, pracowali nad tym, jak "zmusić" komórki mięśni szkieletowych do ekspresji koneksyny 43. Rezultat był taki sam jak w terapii z komórkami embrionalnymi - połączenia w sercu zostały odbudowane.

Leczenie serca po zawale sercaJednakże terapia z użyciem komórek embrionalnych nie będzie do końca odsunięta, gdyż podczas leczenia pacjenta po zawale można będzie użyć jego własne komórki macierzyste, które najprawdopodobniej będą działały podobnie jak komórki embrionalne. To leży jednak w kwestii dalszych badań.

Ilustracja: Komórki uszkodzone ekspresjonowały zielony sensor fluorescencyjny (widoczny na rysunku), co dawało możliwość obserwacji postępu działania komórek embrionalnych, które ekspresjonując białko koneksynę 43 obudowywały połączenia elektryczne w sercu.

Źródło:
ScienceDaily.com: "Implanting Embryonic Cardiac Cells Prevents Arrhythmias, The Most Dangerous Consequence Of Heart Attacks”, 6.12.2007