Zahájit léčbu infarktu u pacienta se zdravým srdcem ještě nedávno znělo jako vystřižené z nějaké nepovedené sci-fi ságy. Nejnovější výzkumy zvířecích modelů na Weizmannově institutu v Izraeli ale poodhalily nový buněčný mechanismus, který napomáhá postižené srdce regenerovat.
Srdečná svalovina je tvořena speciálními buňkami - kardiomyocyty. Tyto buňky jsou vysoce specializované, tzv. diferenciované. K diferenciaci buněk dochází v průběhu vývoje plodu. Některé buňky – například kmenové – neprošly procesem diferenciace, mohou se velice snadno dělit a adaptovat se na rozmanité úlohy v organismu. Na druhou stranu vysoce specializované buňky – zpravidla buňky srdeční svaloviny nebo nervové tkáně – prošly vysokým stupněm diferenciace a jejich schopnost se dělit je značně omezená. Při infarktu myokardu dochází k hypoxii (nedostatku kyslíku v tkáni), která je pro kardiomyocyty fatální. Dochází tak k jejich úbytku vlivem nekrózy a apoptózy. I lehký infarkt zahubí okolo 25 % všech kardiomyocytů. Jelikož se přeživší kardiomyocyty neumějí dostatečně regenerovat tvorbou nových buněk, srdeční výkon se nutně snižuje.
Vědci ze skupiny Eldada Tzahora z izraelského WIS poukázali na propojení diferenciace kardiomyocytů a genu ERBB2. Pokud tento gen aktivovali, kardiomyocyty podstoupily de-diferenciaci – z vysoce specializovaných buněk se vrátily o krok zpět, do stádia, ve kterém se byly schopné efektivněji dělit. Po následném vypnutí uměle aktivovaného genu, se de-diferenciované kardiomyocyty přirozeně specializovali znovu a jejich celkové množství v srdeční tkáni se navýšilo. Nejprve tedy došlo k mírnému poklesu kardiálního výkonu z důvodu nižšího množství kardiomyocytů, po jejich opětovném obnovení srdce opět posílilo.
Umělá aktivace nadměrné exprese ERBB2 způsobila rozdíly v expresi i jiných genů vzhledem ke kontrolní skupině. Změny exprese genů poukazují na dlouhodobý efekt této aktivace. Aktivace ERBB2 je tedy jen střípkem celkového mechanismu dediferenciace/diferenciace kardiomyocytů. Posílení de-diferenciace buněk totiž aktivuje geny podporující opětovnou diferenciaci – tělo se tak snaží předejít vzniku buněk, které by se v tkáni začaly nekontrolovatelně množit.
Největší naději do našich srdcí ale vnesl následující experiment. U zdravé tříměsíční myši vědci na několik týdnů aktivovali nadměrnou expresi ERBB2. O pět měsíců později myš prodělala infarkt myokardu, ze kterého se byla schopná uzdravit. V přepočtu na lidská léta byla léčba v osmnácti letech úspěšná proti infarktu prodělaném v padesáti, uvedl Tzahor. Myši s aktivovaným ERBB2 se uzdravily, ty v kontrolní skupině to nezvládly.
Výsledky studie byly v březnu publikovány v Nature Cardiovascular Research. V současnosti vědci pracují na bližším pochopení, jaký způsobem dediferenciace/diferenciace kardiomyocytů napomáhá k přežití infarktu v budoucnosti. Jedna z možností je, že re-diferenciované kardiomyocyty nejsou tak citlivé na nedostatek kyslíku v průběhu srdeční zástavy.
K možné aplikaci na lidských subjektech vede ještě nesmírně dlouhá a náročná cesta. Nejedná se ovšem pro všelék pro každého, krotí nadšení Tzahor, pokles kardiomyocytů a srdeční aktivity v průběhu jejich dediferenciace je závažný zásah do organismu a v budoucnosti přichází v úvahu pouze u osob s vysokým rizikem infarktu myokardu.
Foto: Towfiqu barbhuiya, Unsplash
Více z medicíny a zdraví na CZECHSIGHT:
Kristýna Molnárová
Kristýna Molnárová
Vstup do diskuze