Brug af små molekyler til at regenerere hjertevæv
Ny forskning, der vises i tidsskriftet Naturkommunikation, viser, at levering af to små molekyler til mus hjælper deres hjerter med at regenerere efter et hjerteanfald.
Hjertesygdomme er den største dødsårsag i USA og ansvarlig for næsten 1 ud af 4 dødsfald i landet.
En ugunstig kardiovaskulær hændelse, såsom et hjerteanfald, beskadiger typisk cellerne, der udgør hjertemusklen.
Disse celler kaldes cardiomyocytter, og det at miste dem sætter folk i fare for hjertesvigt - en tilstand, hvor hjertet ikke kan pumpe blod effektivt til resten af kroppen.
Den videnskabelige konsensus er, at voksne hjerter ikke længere kan skabe nye kardiomyocytter. Denne manglende evne er grunden til, at hjertet ikke kan regenerere sig selv efter et hjerteanfald, når et stort antal kardiomyocytter går tabt.
Ny forskning fornyer imidlertid håbet om at beskytte beskadiget hjertevæv ved hjælp af små molekyler kaldet microRNA'er.
Hvorfor mikroRNA'er er vigtige for hjertet
MicroRNA'er styrer genfunktionen, og de kan findes i overflod, når hjertet udvikler sig.
Tidligere forskning har identificeret en klynge af mikroRNA'er kaldet miR-17-92, der styrer, hvordan kardiomyocytter formerer sig. Da-Zhi Wang, Ph.D., en kardiologiforsker ved Boston Children's Hospital og professor i pædiatri ved Harvard Medical School i Boston, MA, ledede denne tidligere forskning.
Nu har Prof. Wang og hans kolleger zoomet ind på to medlemmer af denne microRNA-familie: miR-19a og miR-19b.
I den nye undersøgelse viser prof. Wang og hans kolleger, hvordan disse to microRNA-molekyler kan drive hjertegenerering efter hjerteinfarkt.
Resultaterne kunne hjælpe med at forhindre hjertesvigt efter et hjerteanfald, hvilket ifølge forskerne er "den største årsag til dødelighed og sygdom hos mennesker."
Den korte og langvarige effekt af mikroRNA'er
Prof. Wang og team brugte en musemodel af et hjerteanfald og leverede microRNA'erne på to forskellige måder.
For det første administrerede de de lipidovertrukne molekyler direkte til musene. For det andet placerede forskerne mikroRNA'erne i en adeno-associeret virus - det vil sige en genterapivektor, der målrettede mod hjertet.
Med begge leveringsmetoder var resultaterne lovende, både på lang sigt og på kort sigt.
I de første 10 dage efter et hjerteanfald reducerede mikroRNA'erne nemlig celledød og stoppede den inflammatoriske reaktion, der typisk beskadiger hjertemusklen under et hjerteanfald.
Forskerne udførte også en genomomfattende transkriptomanalyse, der afslørede, hvordan miR-19a / 19b undertrykte de gener, der kontrollerede det inflammatoriske respons og den akutte celledød.
Over tid havde hjerterne hos musene, der modtog molekylerne, mere sundt væv, mindre beskadiget væv, bedre hjertemuskulær kontraktilitet og reduceret udvidet kardiomyopati - en tilstand, hvor hjertemusklen tyndes, hvilket i sidste ende svækker hjertet.
”Det oprindelige formål er at redde og beskytte hjertet mod langvarig skade,” forklarer prof. Wang. "I anden fase tror vi, at mikroRNA'er hjælper med spredning af kardiomyocytter."
Fordelene ved mikroRNA-terapi
Forskerne fortsætter med at forklare fordelene ved mikroRNA-terapi. I modsætning til genterapi, siger de, forbliver microRNA-molekylerne ikke i hjertet, efter at de har opfyldt deres formål.
”De går meget hurtigt ind og varer ikke længe, men de har en varig effekt i at reparere beskadigede hjerter,” forklarer en af de tilsvarende forfattere af undersøgelsen, Jinghai Chen, Ph.D.
”Vi gav musene kun et skud, når hjertet havde brug for mest hjælp, så [...] fortsatte vi med at kontrollere ekspressionsniveauet for miRNA19a / b efter injektion,” tilføjer Chen. "Efter en uge faldt udtrykket til et normalt niveau, men beskyttelsen varede i mere end et år."
"MicroRNA'er har et enormt løfte om at blive kraftfulde værktøjer til at bekæmpe hjerte-kar-sygdomme," skriver forskerne, som næste planlægger at teste behandlingen i et større pattedyr, inden de går videre til menneskelige studier. Prof. Wang og kolleger konkluderer:
"[M] iR-19a / 19b-medieret tidlig hjertebeskyttelse kunne åbne et vindue for udviklingen af effektiv behandling af hjerteanfald og medføre store fordele for patienter med hjertesvigt."
