Patch-uri de mușchi cardiac derivat de celule stem îmbunătățesc inimile deteriorate.
Când am dezvoltat capacitatea de a transforma diverse celule într -o celulă stem, aceasta a ținut promisiunea unui tip de terapie cu totul nou. În loc să obținem organismul să încerce să se rezolve cu celulele sale sau să se ocupe de complicațiile transplanturilor de organe, am putea converti câteva celule adulte în celule stem și le inducem să formeze orice țesut în corp. Am putea repara sau înlocui țesuturile cu o aprovizionare eficient infinită de celule proprii ale pacientului.
Cu toate acestea, premiul Nobel pentru celulele stem induse a fost înmânat în urmă cu un deceniu, iar terapiile au fost lente de urmat. Dar un grup de cercetători germani descrie acum testele în primatele unei metode de reparare a inimii folosind noi mușchi generați din celulele stem. Rezultatele sunt promițătoare, dacă nu oferă încă tot ceea ce am putea spera. Dar au fost suficiente pentru a începe studiile clinice, iar rezultatele similare sunt observate la om.
Probleme cardiace
Inima conține o mulțime de țesuturi specializate, inclusiv cele care formează vase de sânge sau specializate în conducerea semnalelor electrice. Dar cheia inimii este o formă de celulă musculară specializată, numită cardiomiocite. Odată ce inima se maturizează, cardiomiocitele încetează să se mai despartă, ceea ce înseamnă că ajungeți cu o populație fixă. Orice deteriorare a inimii din cauza rănilor sau infecției nu este reparată, ceea ce înseamnă că deteriorarea va fi cumulativă.
Acest lucru este mai ales problematic în cazurile de vase de sânge blocate, care pot muri în mod repetat zone mari ale inimii de oxigen și nutrienți, ucigând cardiomiocitele de acolo. Acest lucru duce la o reducere a funcției cardiace și poate duce la moarte.
Cu toate acestea, se dovedește că este relativ ușor să convertiți celulele stem pluripotente induse (IPSC, cu pluripotente, ceea ce înseamnă că pot forma orice tip de celule). Așadar, cercetătorii au încercat să injecteze aceste cardiomiocite derivate de celule stem în inimi deteriorate la animalele experimentale, în speranța că vor fi încorporate în țesutul deteriorat. Dar aceste experimente nu au oferit întotdeauna beneficii clare animalelor.
Grupul din Germania a încercat o abordare oarecum diferită. În loc să disperseze celulele libere, au crescut o foaie de cardiomiocite și o foaie separată a ceea ce se numește stroma – o populație mixtă de celule care formează țesutul conjunctiv și vasele de sânge care ajută la susținerea cardiomiocitelor în inimile mature. Aceste două foi de celule au fost combinate într -un singur plasture care ar putea fi atașat la exteriorul inimii.
În experimentele cu șoarecii, acest lucru a funcționat pentru îmbunătățirea funcției inimii. Așadar, echipa a mers la un corp de etică de cercetare germană pentru a verifica ce animal mare ar trebui să folosească pentru teste ulterioare înainte de a începe studiile umane. Răspunsul care s -a întors? Macaques.
Semne pozitive
Lucrarea lansată miercuri descrie rezultatele lucrărilor macaque, împreună cu o singură inimă umană din studiul clinic care a urmat. Pacientul la care inima a aparținut ulterior a primit un transplant, permițând analizarea inimii sale tratate cu celule stem. Și în macaques, cercetătorii au avut un amestec de animale tratate cu pete de celule de dimensiuni diferite, împreună cu controale.
Cea mai mare parte a lucrărilor implică o caracterizare de bază a soartelor patch-urilor după ce sunt implantate, abordând multe dintre preocupările potențiale asociate cu punerea unei cantități mari de țesuturi derivate de celule stem într-un animal adult.
Vestea bună este că există câteva griji semnificative care nu par să fie deloc probleme. Unul este că celulele stem imature pot fi în continuare pândite printre cardiomiocitele mature și ar putea continua să formeze tumori după implanturi. Acest lucru nu a fost văzut în acest caz. O altă îngrijorare este că țesutul adăugat nu s -ar putea integra în inimi funcțional. Cardiomiocite în cultură Începeți să contractați singuriȘi oamenii erau îngrijorați că vor continua să bată în ritmul lor, mai degrabă decât să lucreze în concert cu inima. Dar nu au existat semne de aritmii în niciunul dintre animalele transplantate, ceea ce sugerează că foile implantate de celule s -au integrat cu împrejurimile lor.
Acestea fiind spuse, implanturile nu erau fără probleme. Pentru unul, unii dintre ei au sfârșit cu celule aparținând liniei de cartilaj/os, ceea ce sugerează că există încă câteva celule stem în foile care nu au fost angajate într -o stare matură.
O altă problemă este că un animal a generat un răspuns imun la celulele implantate, în ciuda faptului că animalelor li s -a administrat medicamente imunosupresive. Aceasta este o problemă oarecum surprinzătoare, deoarece s -a sperat că utilizarea celulelor stem derivate de la același animal ar evita orice răspuns imun. Acesta este, evident, ceva care va trebui să fie examinat în continuare.
Toate cele spuse, grefele păreau să funcționeze. Grefele au dus la creșterea grosimii și contracției peretelui inimii, iar inimile grefate au mutat cantități mai mari de sânge în jur.
Încă câteva întrebări
Acestea fiind spuse, implanturile nu par a fi echivalentul țesuturilor cardiace pe care sunt menite să le înlocuiască. În timp ce cardiomiocitele foilor de implant erau mature, acestea nu au crescut la aceeași dimensiune cu cele din inima matură. Acest lucru poate fi legat de o altă problemă: implanturile nu s -au integrat pe deplin în aportul de sânge al inimii. Există modalități potențiale de gestionare a acestui lucru – am identificat o serie de molecule de semnalizare care stimulează formarea vaselor de sânge. Cu toate acestea, testarea acestora va necesita o muncă suplimentară la animale, ceea ce ne poate permite, de asemenea, să testăm dacă un alimentat cu sânge mai bun îmbunătățește dimensiunea cardiomiocitelor.
Între timp, inima umană unică care a fost disponibilă pentru analiză a obținut rezultate care au fost în concordanță cu cele generate în macaques. Dar vom avea o imagine mai clară dacă acesta este rezultatul tipic odată ce datele complete din proces devin disponibile. În acel moment, vom fi într -o poziție mai bună pentru a evalua dacă celulele stem sunt într -adevăr gata să îndeplinească potențialul lor.
Natura, 20225. DOI: 10.1038/s41586-024-08463-0 (Despre Dois)
John este editorul științific al ARS Technica. Are un licențiat în arte în biochimie de la Universitatea Columbia și un doctorat. în biologie moleculară și celulară de la Universitatea din California, Berkeley. Când se desparte fizic de tastatura sa, el tinde să caute o bicicletă sau o locație pitorească pentru comunicarea cu cizmele sale de drumeție.
Comentarii recente