Penyelidikan kardiomiosit mendedahkan cara baharu untuk menjana semula sel-sel jantung yang rosak

Para saintis di Northwestern Medicine telah menemui cara untuk menjana semula sel otot jantung yang rosak pada tikus, yang boleh membuka jalan baru untuk merawat kecacatan jantung kongenital pada kanak-kanak dan kerosakan jantung selepas serangan jantung pada orang dewasa, menurut satu kajian yang diterbitkan dalam Journal of Clinical Investigation.

Sindrom jantung kiri hipoplastik (HLHS) ialah kecacatan jantung kongenital yang jarang berlaku apabila bahagian kiri jantung bayi tidak berkembang dengan betul semasa kehamilan, menurut Ann & Robert H. Lurie Children's Hospital of Chicago. Keadaan ini memberi kesan kepada satu daripada 5,000 bayi baru lahir dan bertanggungjawab untuk 23% daripada kematian penyakit jantung pada minggu pertama kehidupan.

Cardiomyocytes, sel yang bertanggungjawab untuk mengecutkan otot jantung, boleh menjana semula dalam mamalia yang baru lahir tetapi kehilangan keupayaan ini dengan usia, kata Paul Shumaker, PhD, profesor pediatrik dalam bahagian neonatologi dan pengarang kanan kajian itu.

"Pada masa kelahiran, sel otot jantung masih boleh menjalani pembahagian mitosis, " kata Shumaker. "Sebagai contoh, jika jantung tetikus yang baru lahir cedera pada usia satu atau dua hari, dan kemudian anda menunggu sehingga tetikus itu dewasa, apabila anda melihat kawasan jantung yang cedera, anda tidak akan tahu ada kecederaan di sana."

Dalam kajian semasa, Shumaker dan rakan sekerja berusaha untuk memahami sama ada kardiomiosit mamalia dewasa boleh kembali ke keadaan regeneratif janin.

Oleh kerana kardiomiosit janin bertahan pada glukosa dan bukannya menjana tenaga selular melalui mitokondria mereka, Shumaker dan rakan sekerja memadamkan gen berkaitan mitokondria, UQCRFS1, di dalam hati tikus dewasa, menyebabkan mereka kembali kepada keadaan seperti janin.

Dalam tikus dewasa dengan tisu jantung yang rosak, para penyelidik memerhatikan bahawa sel-sel jantung mula menjana semula selepas UQCRFS1 dihalang. Sel-sel juga mula mengambil lebih banyak glukosa, sama seperti bagaimana sel-sel jantung janin berfungsi, menurut kajian itu.

Penemuan kajian menunjukkan bahawa peningkatan penggunaan glukosa juga boleh memulihkan pembahagian sel dan pertumbuhan dalam sel jantung dewasa dan mungkin menyediakan jalan baru untuk merawat sel jantung yang rosak, kata Shumaker.

"Ini adalah langkah pertama ke arah menyelesaikan salah satu soalan paling penting dalam kardiologi: Bagaimanakah kita boleh membahagikan sel-sel jantung semula supaya kita boleh membaiki jantung?" kata Shumaker, yang juga profesor biologi sel dan perkembangan dan perubatan di Bahagian Pulmonari dan Penjagaan Kritikal.

Berdasarkan penemuan ini, Shumaker dan rakan-rakannya akan menumpukan pada mengenal pasti ubat yang boleh mencetuskan tindak balas ini dalam sel jantung tanpa pengubahsuaian genetik.

"Jika kita boleh mencari ubat yang menghidupkan tindak balas ini dengan cara yang sama seperti pengubahsuaian genetik, kita boleh menghentikan ubat itu sebaik sahaja sel-sel jantung telah berkembang, " kata Shumaker. "Dalam kes kanak-kanak dengan HLHS, ini mungkin membolehkan kita memulihkan ketebalan dinding ventrikel kiri yang normal. Itu akan menyelamatkan nyawa."

Pendekatan itu juga boleh digunakan untuk orang dewasa yang mengalami serangan jantung, kata Shumaker.

"Ini adalah projek besar, dan saya berterima kasih kepada semua yang terlibat," kata Shumaker. "Kertas kerja itu menyenaraikan 15 ahli fakulti Barat Laut sebagai pengarang bersama, jadi ia benar-benar usaha pasukan."