211service.com
Ludzkie serce rośnie w nowe komórki
Ludzkie serce ma słynną reputację niezdolności do samoleczenia, ale nowe badania sugerują, że jest zdolne do przynajmniej częściowej samonaprawy. Wykorzystując datowanie węglowe do pomiaru wieku komórek serca, naukowcy odkryli, że przez całe życie człowieka stale tworzy się niewielka liczba nowych komórek serca. Rodzi to możliwość, że pewnego dnia będziemy w stanie użyć leków, aby bezpośrednio stymulować tę zdolność regeneracji do naprawy uszkodzonych serc, zamiast polegać na terapiach transplantacji komórek.
Uzdrowienie serca: Komórki mięśnia sercowego (pokazane powyżej) można wyhodować z ludzkich embrionalnych komórek macierzystych, ale nowe badania sugerują, że dorosłe serce może również wyhodować nowe komórki.
Naukowcy mogą wytwarzać nowe kardiomiocyty – komórki mięśnia sercowego – z komórek macierzystych w eksperymentach z hodowlą komórkową, a dowód na sercowe komórki macierzyste buduje. Ale do tej pory nie było jasne, czy nowe komórki mięśnia sercowego kiedykolwiek rodzą się w rzeczywistych warunkach wewnątrz serca po urodzeniu.
Ratan Bhardwaj i jego koledzy z Instytut Karoliński w Sztokholmie w Szwecji wykorzystano datowanie radiowęglowe, które zwykle stosuje się do ustalenia wieku szczątków archeologicznych lub geologicznych, aby ustalić wiek komórek serca w porównaniu z wiekiem chronologicznym osoby, od której zostały wyizolowane. W tym celu zespół wykorzystał testy jądrowe przeprowadzone w latach 50. i 60., które doprowadziły do gwałtownego wzrostu radioaktywnego węgla 14 w atmosferze. Materiał radioaktywny został wychwycony przez rośliny jako CO2, a następnie przedostał się w górę łańcucha pokarmowego i do DNA ludzkiego ciała. Wkrótce po przerwaniu testów poziomy atmosferycznego C14 ponownie spadły, prowadząc do odpowiedniego spadku stężenia C14 w ludzkim DNA.
Zespół zmierzył poziom C14 w tkance serca dwunastu zmarłych pacjentów w wieku od 19 do 73 lat w chwili śmierci i stwierdził podwyższony poziom C14 nawet u osób, które urodziły się dwie dekady przed rozpoczęciem testów jądrowych, co wskazuje, że węgiel radioaktywny musi został włączony do komórek mięśnia sercowego długo po urodzeniu. Podobnie, poziomy C14 w sercach młodszych pacjentów nie odpowiadały rokowi ich urodzenia, ale raczej wskazywały na młodsze urodziny komórek. Badanie zostało opublikowane dzisiaj w czasopiśmie Nauka .
Jestem bardzo podekscytowany tym, jak wykorzystali tę nowatorską technologię, aby uzyskać coś pożytecznego z tak straszliwej katastrofy ekologicznej, mówi Karol Murry , dyrektor Center for Cardiovascular Biology na University of Washington w Seattle, który był współautorem komentarza, również w Nauka , na temat badań Bhardwaja.
Zgodnie z odkryciami, obrót komórek mięśnia sercowego jest powolny w porównaniu z innymi typami komórek i zmniejsza się wraz z wiekiem. Korzystając z modelowania matematycznego, Bhardwaj i współpracownicy stwierdzili, że tylko 1 procent komórek jest zwykle wymieniany rocznie u młodych dorosłych. Wskaźnik ten spada do zaledwie 0,4 procent w wieku 75 lat. Oznacza to, że 55-latka odbuduje 45 procent swojego serca od urodzenia. Inne komórki w sercu, takie jak te, które tworzą tkankę łączną i naczynia krwionośne, odnawiają się znacznie szybciej, wymieniając około 18 procent każdego roku. Nie wiadomo, dlaczego obrót komórek mięśniowych powinien być tak powolny.
Zarówno Bhardwaj, jak i Murry twierdzą, że odkrycie ma ogromny potencjał terapeutyczny, jeśli można znaleźć lek stymulujący zwiększoną odnowę komórek serca: Wielu z nas pracowało nad wprowadzeniem komórek egzogennych [komórek pochodzących od dawcy lub innych części ciała] do serce, mówi Murry. Ale biorąc pod uwagę możliwość odbudowania własnego serca lub pobrania wszystkich tych komórek z innego miejsca, wybrałbym podejście farmaceutyczne. Do tej pory nie zidentyfikowano takiego leku.
Jednak nie wszyscy zgadzają się, że podejście farmaceutyczne jest najlepszą opcją. Lek może stymulować szlak biochemiczny zbyt brutalnie, a w medycynie regeneracyjnej musimy bardzo uważać, aby uniknąć nieuregulowanego wzrostu komórek, który może powodować nowotwory, mówi Joshua Hare , dyrektor Interdyscyplinarnego Instytutu Komórek Macierzystych przy University of Miami Miller School of Medicine. Hare twierdzi, że najlepszym podejściem byłoby zidentyfikowanie i oczyszczenie komórek macierzystych serca od pacjenta i powielenie ich w hodowli komórkowej, a następnie umieszczenie ich z powrotem w organizmie w kontrolowany sposób. Niektórzy naukowcy już badają takie podejście.
Ale Hare uważa również, że może istnieć trzeci sposób na wykorzystanie odnawiającej mocy własnych komórek serca. Obecnie opracowuje terapie, których celem jest leczenie urazów serca komórkami macierzystymi uzyskanymi ze szpiku kostnego. Możliwe, że wstrzyknięcie tych komórek może również zwiększyć aktywność sercowych komórek macierzystych, mówi.