Pienien molekyylien käyttö sydänkudoksen uudistamiseen
Uusi tutkimus, joka ilmestyy lehdessä Luontoviestintä, osoittaa, että kahden pienen molekyylin toimittaminen hiirille auttaa heidän sydämensä uudistumaan sydänkohtauksen jälkeen.
Sydänsairaus on johtava kuolinsyy Yhdysvalloissa ja aiheuttaa melkein joka neljännen kuoleman maassa.
Haitallinen sydän- ja verisuonitapahtuma, kuten sydänkohtaus, vahingoittaa tyypillisesti sydänlihaksen muodostavia soluja.
Näitä soluja kutsutaan kardiomyosyyteiksi, ja niiden menettäminen asettaa ihmisille vaaran sydämen vajaatoiminnasta - tilasta, jossa sydän ei voi pumpata verta tehokkaasti muuhun kehoon.
Tieteellinen yksimielisyys on, että aikuisten sydämet eivät enää voi luoda uusia kardiomyosyyttejä. Tämän kyvyttömyyden vuoksi sydän ei voi uusiutua sydänkohtauksen jälkeen, kun valtava määrä kardiomyosyyttejä menetetään.
Uusi tutkimus kuitenkin uudistaa toivoa vahingoittuneen sydänkudoksen suojaamisesta käyttämällä pieniä molekyylejä, joita kutsutaan mikroRNA: ksi.
Miksi mikroRNA: t ovat tärkeitä sydämelle
MikroRNA: t kontrolloivat geenitoimintaa ja niitä löytyy runsaasti sydämen kehittyessä.
Aikaisemmat tutkimukset ovat tunnistaneet miR-17-92-nimisen mikroRNA-klusterin, joka hallitsee kardiomyosyyttien lisääntymistä. Da-Zhi Wang, Ph.D., Bostonin lastensairaalan kardiologian tutkija ja lastentautien professori Harvard Medical Schoolissa Bostonissa, MA, johti tätä aiempaa tutkimusta.
Nyt professori Wang ja hänen kollegansa ovat lähentäneet kahta tämän mikroRNA-perheen jäsentä: miR-19a ja miR-19b.
Uudessa tutkimuksessa professori Wang ja hänen kollegansa osoittavat, kuinka nämä kaksi mikroRNA-molekyyliä voivat ajaa sydämen uudistumista sydäninfarktin jälkeen.
Tulokset voivat auttaa ehkäisemään sydänkohtauksen aiheuttamaa sydämen vajaatoimintaa, joka on tutkijoiden mukaan "johtava ihmisten kuolleisuuden ja sairastuvuuden syy".
Lyhyen ja pitkän aikavälin vaikutus mikroRNA: t
Professori Wang ja tiimi käyttivät sydänkohtauksen hiirimallia ja toimittivat mikroRNA: t kahdella eri tavalla.
Ensinnäkin he antoivat lipideillä päällystetyt molekyylit suoraan hiirille. Toiseksi tutkijat sijoittivat mikroRNA: t adeno-assosioituneeseen virukseen - toisin sanoen geenihoitovektoriin, joka kohdisti sydämen.
Molemmilla toimitustavoilla tulokset olivat lupaavia sekä pitkällä että lyhyellä aikavälillä.
Nimittäin, sydänkohtauksen jälkeisten 10 päivän aikana mikroRNA: t vähentivät solukuolemaa ja pysäyttivät tulehdusreaktion, joka tyypillisesti vahingoittaa sydänlihasta sydänkohtauksen aikana.
Tutkijat suorittivat myös genominlaajuisen transkriptioanalyysin, joka paljasti, kuinka miR-19a / 19b tukahdutti geenit, jotka kontrolloivat tulehdusvastetta ja akuuttia solukuolemaa.
Ajan myötä molekyylien vastaanottaneiden hiirten sydämillä oli enemmän terveitä kudoksia, vähemmän vaurioituneita kudoksia, parempi sydänlihaksen supistuvuus ja vähentynyt dilatoitunut kardiomyopatia - tila, jossa sydänlihas ohenee, mikä viime kädessä heikentää sydäntä.
"Alkuperäinen tarkoitus on pelastaa ja suojella sydäntä pitkäaikaisilta vaurioilta", kertoo professori Wang. "Toisessa vaiheessa uskomme, että mikroRNA: t auttavat kardiomyosyyttien lisääntymisessä."
MikroRNA-hoidon edut
Tutkijat selittävät edelleen mikroRNA-hoidon etuja. Toisin kuin geeniterapia, he sanovat, että mikroRNA-molekyylit eivät pysy sydämessä sen jälkeen, kun ne ovat täyttäneet tarkoituksensa.
"He menevät sisään nopeasti ja eivät kestä kauan, mutta niillä on pysyvä vaikutus vahingoittuneiden sydämien korjaamiseen", kertoo yksi tutkimuksen vastaavista kirjoittajista, tohtori Jinghai Chen.
"Annoimme hiirille vain yhden laukauksen, kun sydän tarvitsi eniten apua, sitten […] tarkasimme jatkuvasti miRNA19a / b: n ilmentymistasoa injektion jälkeen", lisää Chen. "Viikon kuluttua ilme laski normaalille tasolle, mutta suojaus kesti yli vuoden."
"MicroRNA: lla on valtava lupaus tulla voimakkaiksi välineiksi taistella sydän- ja verisuonitauteja vastaan", kirjoittavat tutkijat, jotka suunnittelevat seuraavaksi testaavan suuremman nisäkkään hoidon ennen siirtymistä ihmisiin liittyviin tutkimuksiin. Professori Wang ja hänen kollegansa päättelevät:
"[M] iR-19a / 19b-välitteinen varhainen sydämen suojaus voi avata ikkunan tehokkaan sydänkohtaushoidon kehittämiselle ja tuoda suuria etuja sydämen vajaatoimintaa sairastaville potilaille."
