Bolonia: Naukowcy odkryli kluczowy czynnik wzrostu, który może stymulować proliferację i regenerację komórek mięśnia sercowego. Badanie otwiera drzwi do prawdopodobnie nowych metod leczenia uszkodzonych serc.

Międzynarodowy zespół badawczy, koordynowany przez naukowców z Uniwersytetu w Bolonii i szpitala IRCCS – Policlinico Sant’Orsola, a jego ustalenia opublikowano w czasopiśmie Cell Reports.

Komórki mięśnia sercowego ulegają znacznej utracie w wyniku urazów serca, na przykład spowodowanych zawałem mięśnia sercowego, infekcją lub określonymi metodami leczenia raka. Ich miejsce zajmuje zwłókniona tkanka bliznowata. Choroba ta często powoduje niewydolność serca ze względu na jego niewiarygodnie niską zdolność do regeneracji.

Wiemy jednak, że ssaki aż do chwili narodzin są w stanie zregenerować serce, nawet po poważnym uszkodzeniu. Dopiero w okresie noworodkowym komórki mięśnia sercowego, kardiomiocyty, specjalizują się w przystosowaniu się do życia poza macicą, trwale tracąc zdolność do regeneracji.

Aby znaleźć strategię, która umożliwiłaby komórkom mięśnia sercowego odzyskanie zdolności regeneracyjnych, naukowcy starali się zidentyfikować czynniki wzrostu, których produkcja jest zmniejszona lub wyłączona bezpośrednio po urodzeniu.

„Postawiliśmy hipotezę, że utrata zdolności regeneracyjnych we wczesnym okresie poporodowym jest przynajmniej częściowo konsekwencją zmniejszonej produkcji czynników wzrostu” – wyjaśnia Gabriele Matteo D’Uva, profesor na wydziale nauk medycznych i chirurgicznych Uniwersytetu w Bolonii który koordynował badanie. „W przedklinicznych modelach ssaków zaobserwowaliśmy, że poziom ekspresji różnych czynników wzrostu serca szybko spada po urodzeniu, równolegle z utratą zdolności regeneracyjnej kardiomiocytów”.

W oparciu o tę obserwację i po serii badań noworodkowych kardiomiocytów naukowcy odkryli, że niektóre z tych czynników wzrostu mogą sprzyjać proliferacji kardiomiocytów.

„W szczególności BMP7, członek rodziny białek morfogenetycznych kości (BMP), wykazał najbardziej znaczący wpływ na promowanie proliferacji komórek mięśnia sercowego w okresie noworodkowym” – dodaje Chiara Bongiovanni, doktorantka nauk chirurgicznych i innowacyjnych technologii na Uniwersytecie w Bolonii i pierwszy autor badania.

Dalsze potwierdzenie pochodzi również od danio pręgowanego: modelu zwierzęcego posiadającego spontaniczną zdolność regeneracji serca po urazie. Ponownie, hamowanie BMP7 zmniejszało regenerację kardiomiocytów po uszkodzeniu serca, podczas gdy jego indukcja przyspieszała proces regeneracji.

Następnie w badaniu sprawdzono, czy podawanie BMP7 w przedklinicznych modelach ssaczych (myszach) może również indukować proliferację kardiomiocytów nawet na późniejszych etapach życia, kiedy kardiomiocyty są bardziej oporne na ponowne wejście w cykl komórkowy i proliferację.

„Testy wykazały, że leczenie BMP7 jest w stanie stymulować proliferację kardiomiocytów nawet w fazie dorosłej, a nawet skuteczniej po zawale mięśnia sercowego” – dodaje Gabriele D’Uva. „Wyniki te sugerują, że podawanie tego czynnika może stanowić nową strategię terapeutyczną sprzyjającą regeneracji serca: jeśli zostanie potwierdzone na ludziach, może mieć znaczący wpływ na leczenie chorób serca, jednej z głównych przyczyn zachorowalności i śmiertelności na całym świecie. „

Zespół badawczy odpowiedzialny za badanie koncentruje się obecnie na testowaniu synergistycznych kombinacji z innymi bodźcami, aby opracować jeszcze skuteczniejsze strategie regeneracji tkanek i narządów.