Forskere regenerere beskadiget hjertevæv uden brug af stamceller


Forskere regenerere beskadiget hjertevæv uden brug af stamceller

Amerikanske forskere har fundet en måde at regenerere beskadiget hjertevæv uden at bruge stamceller: Ved at bruge en vækstfaktor kaldet neuregulin1 (NRG1 for kort), samvirkede de hjertemuskelceller for at genoptage cellecyklusen og således opmuntre allerede differentierede voksne celler til at opdele og Skabe nyt og sundt hjertevæv i hjerter hos mus og rotter, der har lidt hjerteanfald. De håber, at denne metode en dag kan bruges som et alternativ eller et supplement til stamcelleterapi som en måde at behandle svigtende hjerter hos mennesker på.

Undersøgelsen var Dr Bernhard Kühns og kollegers arbejde og fremgår af 23. juli udgaven af Celle . Kühn og kolleger er fra Institut for Kardiologi på Børnehospitalet og Institut for Pædiatri på Harvard Medical School, både i Boston, Massachusetts.

Mange organer som hjertet er afhængige af stamceller (celler, der endnu ikke er differentieret til fuldt dannede voksne celler dedikeret til bestemte funktioner) og stamceller (begynder at differentiere og bestemme snarere end dedikeret til bestemte funktioner) til at skabe nyt væv.

Men hvad der ikke er klart, og er et kontroversielt spørgsmål, er, om fuldt differentierede celler kan regenerere og erstatte væv.

Vi ved, at hjertemuskelceller, også kendt som kardiomyocytter, spredes, når barnet stadig er i livmoderen. Men kort efter fødslen bliver kardiomyocytter bukuleret, hvilket betyder at de har to kerner og ikke længere deltager i cellecyklussen, hvilket får os til at antage, at de er gået ud over det punkt uden tilbagevenden og ikke kan induceres til Proliferere mere.

Men Kühn fortalte pressen, at nylige undersøgelser har opdaget, at voksne hjerte muskelceller vender om ved en lav hastighed på omkring halvdelen af ​​cellerne i hjertet, der erstatter sig selv i løbet af livet.

Denne undersøgelse er yderligere bevis for denne omsætningsevne, og forskerne fangede endda videooptagelser af cellerne der gør det, med vækstfaktor neuregulin1 (NRG1), der accelererer processen.

I undersøgelsen opdagede Kühn og kolleger en underliggende molekylær mekanisme, der involverede NRG1 og dens tyrosinkinase-receptor, ErbB4, som gjorde det muligt for dem at inducere differentierede kardiomyocytter til proliferation og regenerering.

De vidste allerede, at NRG1 inducerede mononucleerede, men ikke binukleerede, kardiomyocytter at opdele, og at afbryde genet for ErbB4 stoppede kardiomyocytproliferation, mens stigende ErbB4-udtryk opfordrede det.

De havde tanken om, at der måske var en signalcelle mellem cellerne, de kunne aktivere for at anspore kardiomyocytter langs skaderne i beskadiget væv for at genindtaste cellecyklussen.

Først testede de forskellige molekylers evne til at inducere celledeling i dyrkede kardiomyocytter. NRG1 havde den stærkeste effekt, hvilket inducerede opdelingen af ​​disse kardiomyocytter med en kerne i stedet for to.

Ved at manipulere ekspressionen af ​​NRG1-receptoren ErbB4 fandt de, at de kunne forøge eller formindske kardiomyocytproliferation hos levende dyr. De fandt også, at indsprøjtning af NRG1 hos voksne mus startede kardiomyocytcellercyklusaktivitet og regenerering af hjertemuskel, hvilket medførte forbedret hjerte muskelfunktion hos de dyr, der havde lidt et hjerteanfald (myokardieinfarkt).

Endelig formåede Kühn og kolleger at bevise, at regenereringen ikke var kommet fra udifferentierede stamceller.

Således konkluderede de at:

"Forøgelse af aktiviteten af ​​NRG1 / ErbB4 signalvejen kan tilvejebringe en molekylær strategi til fremme af myokardregenerering."

Kühn og kolleger skrev, at de ikke var sikre på, om NRG1 var ansvarlig for den naturlige reparationsproces, men dette studie viser, at det kan forbedre det. De kommenterede også, at selvom NRG1 og dets receptor findes i det voksne hjerte, er det ikke klart, om der er nok af dem på de rigtige steder.

De bemærkede, at:

"Samlet set har vi identificeret de vigtigste elementer i en ny tilgang til fremme af myokardregeneration."

"Der er gjort mange anstrengelser og vigtige fremskridt i retning af at udvikle stamcellebaserede strategier for at regenerere beskadigede væv i hjertet såvel som i andre organer. Arbejdet, der præsenteres her, tyder på, at stimulering af differentierede kardiomyocytter til proliferering kan være et levedygtigt alternativ, der Kunne udvikles til en simpel strategi for at fremme myokardregenerering hos pattedyr, "tilføjede de.

Kühn fortalte pressen:

"Efter min viden er dette den første regenerative terapi, der kan anvendes på en systemisk måde."

Han forestiller en fremtid, hvor folk med hjertevævskader måske kun kan deltage i en klinik og har daglige infusioner NRG1 over en periode på uger.

"I princippet er der intet til hinder for, at dette går ind i klinikken," sagde Kühn.

"Baseret på al den information, vi har, er dette en lovende kandidat," tilføjede han, men advarede, at der stadig ville være behov for yderligere undersøgelser for at sikre, at metoden var sikker før testning på mennesker.

Holdet planlægger at teste om manipulation af NRG1 / ErbB4 signalvejen virker hos grise: menneskeligt hjertevæv er mere som svin end mus og rotter. Derefter begynder de test på mennesker.

Slutmålet er at tilvejebringe et nyttigt alternativ eller komplement til terapi, der er baseret på regenerative stamceller, siger Kühn.

"Neuregulin1 / ErbB4 Signaling inducerer kardiomyocyt proliferation og reparation af hjerteskade."

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

Celle , Vol 138, udgave 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 Medicinsk Og Professionel 2022).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Kardiologi