Forskere regenerere skadet hjertevæv uten å bruke stamceller


Forskere regenerere skadet hjertevæv uten å bruke stamceller

Amerikanske forskere har funnet en måte å regenerere skadet hjertevev uten å bruke stamceller: Ved å bruke en vekstfaktor kalt neuregulin1 (NRG1 for kort), samvirkede de hjertemusklerceller for å gå inn i cellesyklusen og dermed oppfordre allerede differentierte voksne celler til å dele og Lag nytt og sunt hjertevev i hjerter til mus og rotter som hadde hatt hjerteinfarkt. De håper denne metoden kan en dag bli brukt som et alternativ eller et supplement til stamcelleterapi som en måte å behandle sviktende hjerter hos mennesker på.

Studien var Dr Bernhard Kühns og kollegas arbeid og vises i 23 juli utgaven av Celle . Kühn og kolleger er fra Institutt for kardiologi ved barnehospitalet, og Institutt for pediatri ved Harvard Medical School, både i Boston, Massachusetts.

Mange organer som hjertet er avhengige av stamceller (celler som ennå ikke er differensiert til fullt dannede voksenceller dedikert til bestemte funksjoner) og stamceller (begynner å skille seg og bestemme i stedet for dedikert til bestemte funksjoner) for å lage nytt vev.

Men det som ikke er klart, og er fortsatt et kontroversielt spørsmål, er om fullt differensierte celler kan regenerere og erstatte vev.

Vi vet at hjertemuskelceller, også kjent som kardiomyocytter, sprer seg når babyen fortsatt er i livmor. Men kort etter fødselen blir kardiomyocytter binukleert, noe som betyr at de har to kjerner, og ikke deltar i cellesyklusen lenger, noe som fører oss til å anta at de har gått utover det punktet at de ikke kommer tilbake, og ikke kan bli indusert til Proliferate noe mer.

Men Kühn fortalte pressen at nyere forskning har oppdaget at voksne hjerte muskelceller går over i en lav hastighet på rundt halvparten av cellene i hjertet som erstatter seg selv i løpet av livet.

Denne studien er ytterligere bevis på denne omsetningsevnen, og forskerne fanget selv videoopptak av cellene som gjør det, med vekstfaktor neuregulin1 (NRG1) som akselererer prosessen.

I studien oppdaget Kühn og kollegaer en underliggende molekylær mekanisme som involverte NRG1 og dens tyrosinkinase-reseptor, ErbB4, som gjorde dem i stand til å indusere differensierte kardiomyocytter til å proliferere og regenerere.

De visste allerede at NRG1 induserte mononukleerte, men ikke binukleerte, kardiomyocytter å dele, og å slå av genet for ErbB4 stoppet kardiomyocytproliferasjon, mens økende ErbB4-uttrykk oppmuntret det.

De hadde ideen om at det kanskje var en inter-celle signalvei de kunne aktivere for å anspore kardiomyocytter langs skadelinjen i skadet vev for å komme inn i cellesyklusen.

Først testet de muligheten til forskjellige molekyler til å indusere celledeling i kultiverte kardiomyocytter. NRG1 hadde den sterkeste effekten, noe som induserte delingen av de kardiomyocytter med en kjerne i stedet for to.

Ved å manipulere uttrykket av NRG1-reseptoren ErbB4, fant de at de kunne øke eller redusere kardiomyocytproliferasjon hos levende dyr. De fant også at injeksjon av NRG1 hos voksne mus sparket av kardiomyocyttcellesyklusaktivitet og regenerering av hjertemuskulatur, noe som førte til forbedret hjerte muskelfunksjon hos de dyrene som hadde hatt hjerteinfarkt (hjerteinfarkt).

Til slutt klarte Kühn og kollegaer å bevise at regenereringen ikke hadde kommet fra utifferentierte stamceller.

Dermed konkluderte de med at:

"Øke aktiviteten til NRG1 / ErbB4 signalveien kan gi en molekylær strategi for å fremme myokardregenerering."

Kühn og kollegaer skrev at de ikke var sikre på om NRG1 var ansvarlig for den naturlige reparasjonsprosessen, men denne studien viser at den kan forbedre den. De kommenterte også at selv om NRG1 og dets reseptor finnes i voksenhjerte, er det ikke klart om det er nok av dem på de riktige stedene.

De bemerket at:

"Samlet har vi identifisert de viktigste elementene i en ny tilnærming for å fremme myokardregenerasjon."

"Mange anstrengelser og viktige fremskritt har blitt gjort mot målet om å utvikle stamcellebaserte strategier for å regenerere skadet vev i hjertet og i andre organer. Arbeidet som presenteres her antyder at stimulering av differensierte kardiomyocytter til proliferering kan være et levedyktig alternativ som Kunne utvikles til en enkel strategi for å fremme myokardregenerering hos pattedyr, "la de til.

Kühn fortalte pressen:

"Til min kunnskap er dette den første regenerative terapien som kan være anvendelig på en systemisk måte."

Han planlegger en fremtid hvor mennesker med hjertevævskader kan være i stand til å gå på klinikk og ha daglig infusjoner NRG1 over en periode på flere uker.

"I prinsippet er det ingenting å hindre at dette går inn i klinikken," sa Kühn.

"Basert på all informasjon vi har, er dette en lovende kandidat," la han til, men advarte at det ville fortsatt være behov for videre studier for å sikre at metoden var trygg før testing på mennesker.

Laget planlegger å teste om manipulering av NRG1 / ErbB4 signalveien virker hos griser: Menneskets hjertevev er mer som det for griser enn for mus og rotter. Da vil de starte tester hos mennesker.

Målet er å gi et nyttig alternativ eller komplement til terapi som er basert på regenerative stamceller, sa Kühn.

"Neuregulin1 / ErbB4 Signaliserer inducerer kardiomyocytproliferasjon og reparasjon av hjerteskade."

Kevin Bersell, Shima Arab, Bernhard Haring, Bernhard Kühn.

Celle , Vol 138, utgave 2, s. 257-270, 23. juli 2009.

doi: 10.1016 / j.cell.2009.04.060

Kilder: Cell Press, Children's Hospital Boston.

The Choice is Ours Official Full Version (Video Medisinsk Og Faglig 2021).

§ Problemer På Medisin: Kardiologi