Forskare har etablerat orsaken till bristen på förmåga att regenerera cellerna i hjärtmuskeln

Stamcells forskare från University of California i Los Angeles (University of California, Los Angeles) för att fastställa varför vuxna hjärtmuskelceller - kardiomyocyter - har förlorat sin förmåga att föröka sig och kan förklara varför det mänskliga hjärtat så begränsad förmåga att återhämta sig.

En studie utförd på cellinjer och möss kan leda till utveckling av hjärtmuskelceller omprogrammering metoder i hjärtat hos patienten, vilket kommer att skapa nya muskler och reparera skadan, säger Dr Robb Mc Lellan (Robb MacLellan) från Centrum för regenerativ medicin och studiet av Eli stamceller Edith Brody (Eli och Edythe Broad Center för regenerativ medicin och stamcellsforskning) med UCLA.

Till skillnad från newts och salamanders kan den vuxna kroppen inte spontant reparera skadade organ, till exempel hjärtat. Nya studier visar emellertid att däggdjur har förmågan att regenerera hjärtat under en mycket kort tidsperiod - inom den första veckan i livet. Då är denna förmåga förlorad. Men om det var en gång, då kanske det kommer att återställas?

Publicerad i peer-reviewed tidskrift Journal of Cell Biology, visar studien av Dr Mack Lellana att vi kan återvända pilen cellulära klockan till en tid då hjärtmyocyter hade förmågan att föröka sig och regenerera hjärtmuskeln.

"Salamandrar och andra lägre organismer har förmåga att avdifferentierade sina kardiomyocyter, eller återlämna dem till en tidigare och mer primitivt tillstånd, vilket gör att cellerna att återgå till cellcykeln, vilket skapar nya hjärtmuskeln," - säger Dr Mc Lellan, docent i kardiologi och fysiologi. "I däggdjur är denna potential förlorad. Om vi visste hur man återställer den, eller visste anledningen till vuxna cardiomyocytes inte föröka sig, kan vi försöka hitta ett sätt att regenerera hjärtat med hjälp av metoder för naturen. "

Kardiomyocyter härrör från stamceller, eller progenitorceller som bildar hjärtat som ett resultat av proliferation. När hjärtat har bildats omvandlas de omogna myocyterna till mogna celler som inte längre kan reproducera. I vattensalamandrar och salamandrar är helt annorlunda: deras cardiomyocytes kan återgå till omogna eller primitiva tillstånd, och det nyligen förvärvade förmågan att föröka sig, reparera skadan, och sedan förvandlas till mogna celler.

Enligt Dr Mack Lellana anledning att mänskliga hjärtmuskelceller inte kan göra samma sak, är ganska enkel: att vara i ett primitivt tillstånd, cardiomyocytes förlorar sin förmåga att dra ihop sig ordentligt är det viktigt för adekvat hjärta. Eftersom en person är mycket större än newts och salamanders, för att bibehålla optimalt blodtryck och normal blodcirkulation, borde vårt hjärta ha varit mycket mer effektivt.

"I processen med vår utveckling, för att upprätthålla optimalt blodtryck och cirkulation, var vi tvungna att ge upp förmågan att regenerera hjärtmuskeln", säger McLellan. "Våra vinster är effektivare kardiomyocyter och hjärtat. Men det var en kompromiss. "

Dr McLellan anser att den tillfälliga undertryckningen av proteinuttryck som blockerar cellcykelns mekanism kan tillåta vuxna att återvända till cellcykeln, det vill säga proliferation. Dessa metoder måste ha reversibla effekter så att effekten av effekten på de proliferationsrelaterade proteinerna försvinner efter reparationen av lesionen. Då blir kardiomyocyterna igen till mogna celler och börjar hjälpa den återställda hjärtmuskeln att komma i kontakt. För att knocka ut proteiner som stöder myocyter i sitt mogna tillstånd, överväger Dr. McLellan redan att använda nanopartiklar för att leverera små interfererande RNA i hjärtat.

Med hjärtinfarkt slutar en del av hjärtat att förses med syre och kardiomyocyter dör, ersatt av ärrvävnad. Hitta den skadade delen av hjärtat är inte svårt, och om det finns ett förfarande för omprogrammering patientens egna muskelceller i det drabbade området kommer att vara att införa ett system som styr aktiviteten hos proteinet av muskelceller och kan återvända till ett primitivt tillstånd. Detta gör att du kan ersätta den döda hjärtmuskeln vid liv.

"De lägre organismernas förmåga att regenerera och varför detta inte sker hos människor har länge varit sagt. Det här är den första artikeln som förklarar varför detta är fallet, "Professor McLellan kommenterade sitt arbete.

Användningen av mänskliga embryonala stamceller (hESC) eller omprogrammerade inducerade pluripotenta stamceller (iPSCs) för hjärtregenerering har varit föremål för stor diskussion. Det är emellertid inte känt vilken grad av regenerering som kan uppnås och hur viktigt fördelarna med användningen kan vara.

"Ur min synvinkel är detta en potentiell mekanism för regenerering av hjärtmuskeln utan användning av stamceller", säger Dr. McLellan. "I det här fallet kommer varje person att bli en källa till celler för egen regenerering."

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