Oamenii de știință au aflat de ce inima nu se poate repara singură după un infarct. Descoperirea ar putea duce la noi tratamente

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne în Discover

Inima umană are o capacitate foarte redusă de a se regenera după un infarct, spre deosebire de alte țesuturi, precum pielea. Recent, cercetătorii de la Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute și Johns Hopkins University School of Medicine au identificat unul dintre mecanismele care împiedică acest proces. Rezultatele, publicate în revista Nature Communications, ar putea deschide calea către terapii capabile să stimuleze regenerarea țesutului cardiac.

De ce inima nu se poate repara după un infarct?

Celulele inimii sunt printre cele mai specializate din organism. De-a lungul evoluției, ele au devenit extrem de eficiente și rezistente pentru a susține activitatea continuă a inimii, însă această performanță vine cu un cost. Celulele cardiace își pierd aproape complet capacitatea de a se transforma sau de a se regenera după o leziune.

Din acest motiv, oamenii de știință încearcă de ani de zile să găsească metode prin care să reprogrameze celulele inimii astfel încât acestea să poată reface țesutul distrus în urma unui infarct. Până acum însă, aceste celule s-au dovedit foarte rezistente la orice tentativă de reprogramare.

O proteină s-a dovedit a fi principalul obstacol

În noul studiu, cercetătorii au descoperit că o familie de proteine modificate printr-un proces numit glicozilare reprezintă o barieră importantă în calea regenerării. Dintre acestea, o enzimă numită CHST7 (Carbohydrate Sulfotransferase 7) s-a remarcat ca fiind cel mai puternic inhibitor al reprogramării celulare.

„CHST7 s-a dovedit, în experimentele noastre, cel mai puternic factor care împiedică reprogramarea atât în celulele de șoarece, cât și în cele umane”, a declarat dr. Alexandre Colas, profesor asociat la Center for Cardiovascular and Muscular Diseases din cadrul Sanford Burnham Prebys și autorul principal al studiului.

Cum se blochează regenerarea?

Experimentele au arătat că CHST7 își exercită efectul prin activarea unui receptor aflat la suprafața celulei, numit CD44. Atunci când cercetătorii au modificat genetic celulele astfel încât acestea să producă mai multă CHST7, dar să nu mai aibă receptorul CD44, eficiența reprogramării a crescut cu 47% comparativ cu celulele care aveau atât CHST7 în exces, cât și receptorul CD44 funcțional.

Rezultatele sugerează că receptorul CD44 este esențial pentru ca CHST7 să poată împiedica regenerarea celulară. Ulterior, oamenii de știință au observat că acest mecanism influențează și activitatea unei alte proteine importante, JUNB, implicată în controlul expresiei genelor. Potrivit cercetătorilor, modificările produse de JUNB stabilizează identitatea celulelor cardiace și le împiedică să își schimbe funcția.

ADN-ul este „închis” pentru regenerare

Analizele genetice au arătat că proteinele CHST7, CD44 și JUNB acționează împreună asupra cromatinei – structura care organizează ADN-ul în interiorul celulei. Ele mențin accesibile doar regiunile ADN care păstrează identitatea actuală a celulei și blochează accesul la genele necesare reprogramării, inclusiv la factorul MEF2C, cunoscut pentru rolul său în transformarea celulelor.

„Prin modificarea accesului la ADN, CHST7 limitează reprogramarea cardiacă, menținând programele genetice specifice fiecărui tip celular și împiedicând factorii de reprogramare să ajungă la genele lor țintă”, explică dr. Colas.

O posibilă țintă pentru viitoarele tratamente

În etapa următoare, oamenii de știință au căutat molecule asupra cărora acest mecanism își exercită influența. Astfel au identificat enzima PIP4K2C, pe care au încercat să o blocheze în paralel cu terapia de reprogramare celulară.

Rezultatele obținute la șoareci au fost remarcabile. La o lună după infarct, animalele tratate prin combinația dintre blocarea PIP4K2C și terapia de reprogramare au reușit să pompeze 58,6% din volumul normal de sânge, comparativ cu doar 24,9% în cazul șoarecilor care au primit doar tratamentul de reprogramare.

Potrivit autorilor studiului, descoperirea identifică o nouă țintă terapeutică promițătoare, care ar putea contribui, în viitor, la dezvoltarea unor tratamente capabile să stimuleze regenerarea inimii după un infarct.

CITEȘTE ȘI: „Zahărul din zmeură” a fost descoperit în spațiu. Descoperirea care ar putea schimba teoria despre apariția vieții

Creierul uman nu a fost construit pentru lumea de azi. Noua teorie care explică de ce ne simțim permanent copleșiți