Tutkijat ovat selvittäneet syyn sydänlihassolujen uusiutumiskyvyn puutteeseen.

Kalifornian yliopiston kantasolututkijat Los Angelesissa ovat selvittäneet, miksi aikuisten sydänlihassolut, joita kutsutaan kardiomyosyyteiksi, ovat menettäneet kykynsä lisääntyä, ja se voi selittää, miksi ihmisen sydämellä on niin rajallinen uudistumiskyky.

Solulinjoilla ja hiirillä tehty tutkimus voisi johtaa menetelmien kehittämiseen sydänlihassolujen uudelleenohjelmoimiseksi suoraan potilaiden sydämissä, jolloin he voivat luoda uutta lihasta ja korjata vaurioita, sanoi tohtori Robb MacLellan UCLA:n Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Researchista.

Toisin kuin vesiliskot ja salamanterit, aikuisen ihmisen keho ei pysty itsestään uusimaan vaurioituneita elimiä, kuten sydäntä. Viimeaikaiset tutkimukset kuitenkin osoittavat, että nisäkkäillä on kyky uusiuttaa sydän hyvin lyhyen aikaa – ensimmäisen elinviikon aikana. Sen jälkeen tämä kyky menetetään. Mutta jos se oli olemassa jossain vaiheessa, ehkä se voidaan palauttaa?

Vertaisarvioidussa Journal of Cell Biology -lehdessä julkaistu tohtori McLellanin tutkimus osoittaa, että on mahdollista palauttaa solujen kello aikaan, jolloin sydänlihassoluilla oli kyky lisääntyä ja korjata sydänlihasta.

”Salamandereilla ja muilla alemmilla organismeilla on kyky dedifferentioida sydänlihassolujaan eli palauttaa ne aikaisempaan, primitiivisempään tilaan, jolloin nämä solut voivat palata solukiertoon ja luoda uutta sydänlihasta”, sanoo kardiologian ja fysiologian apulaisprofessori, tohtori McLellan. ”Nisäkkäillä tämä potentiaali menetetään. Jos tietäisimme, miten se palautetaan, tai tietäisimme syyn, miksi aikuiset sydänlihassolut eivät lisäänny, voisimme yrittää löytää keinon sydämen uudistamiseksi luonnon omilla menetelmillä.”

Kardiomyosyytit ovat peräisin kantasoluista eli kantasoluista, jotka muodostavat sydämen lisääntymisen kautta. Kun sydän on muodostunut, myosyytit muuttuvat epäkypsistä soluista kypsiksi soluiksi, jotka eivät enää kykene lisääntymään. Liskoilla ja salamantereilla asiat ovat toisin: niiden kardiomyosyytit voivat palata epäkypsään eli primitiiviseen tilaan ja saada jälleen kyvyn lisääntyä, korjata vaurioita ja sitten muuttua takaisin kypsiksi soluiksi.

Tohtori McLellanin mukaan syy siihen, miksi ihmisen sydänlihassolut eivät pysty samaan, on melko yksinkertainen: alkeellisemmassa tilassaan sydänlihassolut menettävät kyvyn supisttua normaalisti, mikä on elintärkeää sydämen moitteettomalle toiminnalle. Koska ihmiset ovat paljon suurempia kuin vesiliskot ja salamanterit, sydämemme on täytynyt toimia paljon tehokkaammin optimaalisen verenpaineen ja normaalin verenkierron ylläpitämiseksi.

”Kehittyessämme meidän oli luovuttava kyvystä uudistaa sydänlihasta ylläpitääksemme optimaalista verenpainetta ja verenkiertoa”, McLellan sanoo. ”Saimme kuitenkin tehokkaampia sydänlihassoluja ja sydämen. Mutta se oli kompromissi.”

Tri McLellan uskoo, että solusyklin koneistoa estävien proteiinien ilmentymisen väliaikainen estäminen voi pakottaa aikuiset sydänlihassolut palaamaan solusykliin eli lisääntymään. Näiden menetelmien tulisi olla palautuvia, joten lisääntymisestä vastaaviin proteiineihin kohdistuvan vaikutuksen tulisi hävitä vaurion korjauduttua. Kardiomyosyytit palautuisivat sitten kypsiksi soluiksi ja alkaisivat auttaa palautunutta sydänlihasta supistumaan. Tri McLellan harkitsee jo nanopartikkelien käyttöä pienten häiritsevien RNA:iden toimittamiseksi sydämeen niiden proteiinien tuhoamiseksi, jotka pitävät lihassolut kypsässä tilassa.

Sydäninfarktissa osa sydämestä ei enää saa happea, ja sydänlihassolut kuolevat korvautuen arpikudoksella. Vaurioituneen sydämen alueen löytäminen ei ole vaikeaa, ja jos kehitetään menetelmä potilaan omien lihassolujen uudelleenohjelmoimiseksi, vaurioituneelle alueelle voidaan viedä järjestelmä, joka säätelee halutun proteiinin toimintaa ja pystyy palauttamaan lihassolut alkukantaiseen tilaan. Tämä mahdollistaa kuolleen sydänlihaksen korvaamisen elävällä.

"Alempien organismien kyvystä uusiutua ja siitä, miksi näin ei tapahdu ihmisillä, on keskusteltu jo pitkään. Tämä on ensimmäinen artikkeli, joka tarjoaa selityksen sille, miksi näin tapahtuu", professori McLellan kommentoi työtään.

Sydämen uudistamisesta ihmisalkion kantasolujen (hESC) tai uudelleenohjelmoitujen indusoitujen pluripotenttien kantasolujen (iPSC) avulla on puhuttu paljon. Ei kuitenkaan tiedetä, missä määrin uudistumista voidaan saavuttaa tai kuinka merkittäviä hyödyt voisivat olla.

"Näkemykseni mukaan tämä on mahdollinen mekanismi sydänlihaksen uudistamiseen ilman kantasoluja", sanoo tohtori McLellan. "Tässä tapauksessa jokainen ihminen toimisi solujen lähteenä omalle uudistumiselleen."

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]