Komórki mięśnia sercowego wytworzone z komórek skóry

Światowa premiera, jedyna w swoim rodzaju: komórki skóry pobrane od dwóch pacjentów z niewydolnością serca zostały przetworzone in vitro w całkowicie funkcjonalne komórki mięśnia sercowego. Badanie ukazało się w przeglądzie naukowym European Heart Journal. Rezultaty tych eksperymentów są oczywiście jeszcze bardzo wstępne, ale można mieć nadzieję, iż wkrótce pojawią się nowe metody leczenia osób z niewydolnością tego narządu.

Kiedy komórki mięśnia sercowego są w złym stanie, nie mogą poprawnie spełniać swoich funkcji - to znaczy, prawidłowo skurczać i rozkurczać komór oraz przedsionków. A to oznacza, że krew nie dociera do niektórych organów ciała. Jest to niebezpieczna sytuacja, mogąca szybko zakończyć się śmiercią. I taką właśnie sytuację nazywamy niewydolnością serca.

Problem? Kardiomiocyty. Kardiomiocyty to inna nazwa komórek serca. A problem się pojawia w momencie, kiedy kardiomiocyty nie są w stanie regenerować się naturalnie. Naukowcy próbują znaleźć więc sposoby na zastąpienie komórek, które już nie pracują.

Jak donoszą badacze z centrum medycznego Rambam w Hajfie, w Izraelu, udało im się właśnie przetranformować komórki skóry w funkcjonalne kardiomioctyty. Co więcej, ludzkie komórki, wszczepione w tkanki serca szczura, biją zgodnie z rytmem, a to dowodzi, że technika jest skuteczna.

Macierzyste indukowane komórki pluripotentne

Szczodrymi dawcami komórek skóry zostali pacjenci w wieku 51 lat i 61 lat, obydwaj dotknięci niewydolnością serca. Następnie, naukowcy posłużyli się lentiwirusem, aby wprowadzić do tych komórek trzy geny: Sox2, Klf4 i Oct4. Celem tego zabiegu było przeprogramowanie komórek tak, aby stały się indukowanymi macierzystymi komórkami pluripotentnymi (induced pluripotent stem cells, określane skrótem iPS cells albo iPSCs).

Technika ta jest zresztą znana juz od 2007 roku, ale badacze izraelscy unowocześnili ją nieco w stosunku do dawnych metod, między innymi zasilając środowisko hodowli komórek kwasem walproinowym. Nie dodali również genu, który koduje czynnik transkrypcji c-Myc, znany z tego, że przyczynia się do powstawania nowotworowych szczepów komórek iPSCs – komórki wtedy mogą namnażać się w sposób anarchiczny i tworzyć guzy nowotworowe. Zostały więc wyeliminowane.

Wektor wirusowy, również podejrzewany o to, że sprzyja rozwojowi raka, także został usunięty natychmiast po tym, jak geny zostały wprowadzone do komórek.

Komórki iPSCs powstałe w ten sposób zostały następnie wszczepione do świeżej tkanki serca, aby tam kontynuować proces rozróżniania. Po trzydziestu dniach, nie było żadnego elementu, który pozwoliłby odróżnić komórki pobrane od pacjentów z niewydolnością serca od komórek pochodzących od ludzi zdrowych.

Badacze postanowili więc wprowadzić owe komórki do tkanki serca gryzoni laboratoryjnych. Okazało się, że dwa szczepy komórkowe nie miały najmniejszych problemów z integracją i z synchronizacją z rytmem bicia szczurzego serca.

Terapia przeciwko niewydolności serca już ... za 10 lat?

Taka metoda pozwoli rozwiązać problemy, z którym lekarze spotykają się do tej pory. Z jednej strony bowiem można uniknąć odrzutu przeszczepu dzięki wszczepianiu do serca komórek własnych pacjenta. Przeszczep zostanie rozpoznany przez układ odpornościowy jako element znajomy.

Z drugiej strony, metoda ta oznacza dotarcie do wielkiego źródła kardiomiocytów, którym do tej pory lekarze nie dysponowali. Co nie zmienia faktu, że wiele jeszcze przeszkód przed naukowcami.

Po pierwsze, badaczom z Izraela udało się stworzyć „zaledwie” kilka milionów tych komórek – liczba ta może wydawać się ogromna, dopóki nie zdamy sobie sprawy z tego, że w trakcie pojedynczego zawału serca może zginąć nawet miliard kardiomiocytów.

Poza tym, wyprodukowanie tych komórek zabrało badaczom sporo czasu, a to też może być problemem dla niektórych pacjentów. Na przykład, potrzebne są całe dwa tygodnie, aby przeprogramować komórki skóry w komórki iPSCs, co oznacza, że wszelkie pilne transplantacje są niemożliwe.

Badacze izraelscy piszą w komentarzu do badania: wiemy, że jeszcze wiele pracy przed nami, zanim będziemy mogli przetestować tę metodę u człowieka. Potrzebujemy około 5 – 10 lat pracy, zanim w ogóle zaczniemy jakiekolwiek badania kliniczne na pacjentach.