Έναν κρυφό θεραπευτικό μηχανισμό της ανθρώπινη καρδιάς ανακάλυψαν ερευνητές σε πρόσφατη μελέτη που θέτει υπό αμφισβήτηση τις επικρατούσες πεποιθήσεις για την αναγέννηση της καρδιάς.
Μια υγιής καρδιά έχει ρυθμό αναγέννησης καρδιακών κυττάρων περίπου 0,5% ετησίως, αλλά αυτό το ποσοστό μειώνεται δραστικά μετά από καρδιακή προσβολή ή άλλο τραυματισμό.
Ωστόσο, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι μια ανεπαρκής καρδιά, εξοπλισμένη με μια συσκευή που τη βοηθά να αντλεί αίμα, μπορεί να αναγεννηθεί με ρυθμό 3,1% ετησίως – περίπου έξι φορές το ποσοστό ανανέωσης της υγιούς καρδιάς.
«Για δεκαετίες, η κυρίαρχη πεποίθηση ήταν ότι οι καρδιές των ενηλίκων δεν μπορούν να αναγεννήσουν σημαντικό αριθμό καρδιακών μυϊκών κυττάρων, με αποτέλεσμα η ανάκτηση της καρδιακής λειτουργίας μετά από ένα έμφραγμα να φαίνεται αδύνατη», δήλωσε ο Μάρσαλ Ράγκι, εκτελεστικός αντιπρόεδρος ιατρικών υποθέσεων στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη.
Ως αποτέλεσμα, μεγάλο μέρος της έρευνας για την αναγέννηση της καρδιάς εστιάζει σε μεταμοσχεύσεις βλαστοκυττάρων, γονιδιακή θεραπεία και μεθόδους μηχανικής ιστών. Ωστόσο, αυτές οι θεραπευτικές τεχνικές δεν έχουν ακόμη δώσει σημαντικά αποτελέσματα.
«Η μελέτη φέρνει εκπληκτικές νέες ελπίδες για ασθενείς με καρδιακή ανεπάρκεια», δήλωσε ο Τουνγκ.
Η καρδιακή αντλία ενεργοποιεί τον μηχανισμό αποκατάστασης της καρδιάς
Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Circulation στα τέλη Νοεμβρίου, ανέλυσε τον καρδιακό ιστό ασθενών με προχωρημένη καρδιακή ανεπάρκεια, καθώς και από υγιών ανθρώπων.
Ερευνητές στο Ινστιτούτο Καρολίνσκα, κορυφαίο πανεπιστήμιο ιατρικής έρευνας της Σουηδία, ανακάλυψαν ότι ο ρυθμός ανανέωσης της καρδιάς μειώνεται 18 έως 50 φορές μετά από καρδιακό τραύμα. Αυτό πέφτει στο 0,01% σε άτομα που πάσχουν από καρδιακή ανεπάρκεια λόγω σκληρυμένων αρτηριών και μειωμένης ροής αίματος, και στο 0,03% σε ασθενείς με μη ισχαιμική μυοκαρδιοπάθεια, η οποία προκύπτει όταν οι άνθρωποι υφίστανται καρδιακή βλάβη που δεν οφείλεται σε μειωμένη ροή αίματος.
Από μόνη της, μια καρδιά είναι ανίκανη να ανανεωθεί επαρκώς. Από προεπιλογή, θα προσπαθήσει να επιδιορθωθεί παράγοντας περισσότερο DNA, αλλά αυτό μπορεί να κάνει τα κύτταρα λιγότερο αποτελεσματικά, καθώς τα κύτταρα με περισσότερο DNA και πυρήνες χρειάζονται περισσότερη ενέργεια και επομένως είναι πιο ευάλωτα σε βλάβες.
Ωστόσο, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι ασθενείς των οποίων οι καρδιές είχαν μια συσκευή υποβοήθησης αριστερής κοιλίας (LVAD) – μια χειρουργικά εμφυτευμένη μηχανική αντλία που βοηθά την καρδιά να κυκλοφορεί το αίμα και να μειώνει την πίεση σε μια καρδιακή ανεπάρκεια – είχαν αναγεννητική ικανότητα έξι φορές μεγαλύτερη από τους υγιείς ανθρώπους.
Οι συγγραφείς είδαν ότι αυτή η παρέμβαση οδηγεί σε μια διαδικασία γνωστή ως αντίστροφη αναδιαμόρφωση, κατά την οποία η ανεπαρκής καρδιά υφίσταται δομικές, κυτταρικές και μοριακές βελτιώσεις.
«Είναι γνωστό ότι ορισμένοι ασθενείς με LVAD έχουν ανακτήσει αρκετή καρδιακή λειτουργία ώστε να μην χρειάζονται πλέον μεταμόσχευση – και σε σπάνιες περιπτώσεις, έχουν αφαιρέσει ακόμη και το LVAD», δήλωσε ο Ράγκι. «[Υπάρχουν] παρά πολλές θεωρίες, [αλλά] ο μηχανισμός πίσω από αυτό το φαινόμενο έχει παραμείνει ασαφής».
Οι ερευνητές θεωρούν ότι η μηχανική εκφόρτωση ή η βοήθεια που παρέχεται από το LVAD, αναστρέφει τις επιβλαβείς αλυσίδες χημικών αντιδράσεων σε κατεστραμμένα κύτταρα. Αυτό αποτρέπει διεργασίες που βλάπτουν το DNA και σταματούν τον σχηματισμό νέων κυττάρων. Η μηχανική εκφόρτωση δημιουργεί έτσι ένα πιο ευνοϊκό περιβάλλον για την αναγέννηση των καρδιακών μυϊκών κυττάρων.
Στη μελέτη, αυτό είχε ως αποτέλεσμα μικρότερα, λιγότερο καταπονημένα καρδιακά κύτταρα με λιγότερα μιτοχόνδρια, υποδεικνύοντας μειωμένες ενεργειακές απαιτήσεις και χαμηλότερο κυτταρικό στρες.
Οι συγγραφείς διαπίστωσαν επίσης ότι οι ασθενείς με LVAD είχαν περισσότερα νεαρά κύτταρα, όπως μετρήθηκαν με τη χρονολόγηση γέννησης άνθρακα 14 (14C).
Ο άνθρακας 14 στο σώμα προέρχεται από ραδιενεργό άνθρακα14 που εισπνέεται από την ατμόσφαιρα. Ο ραδιενεργός άνθρακας 14απελευθερώθηκε στον αέρα κατά τη διάρκεια του Ψυχρού Πολέμου λόγω δοκιμών της πυρηνικής βόμβας – έκτοτε μειώνεται σταδιακά.
Επομένως, τα παλαιότερα κύτταρα στην καρδιά είχαν δημιουργηθεί όταν η ατμόσφαιρα είχε υψηλότερη συγκέντρωση ραδιενεργού άνθρακα 14, συνεπώς είχαν και περισσότερο άνθρακα 14. Τα νεότερα κύτταρα έχουν λιγότερο άνθρακα 14 στο DNA τους.
Κάθε χρόνο, τα νεοσχηματισμένα κύτταρα περιέχουν λιγότερο από αυτόν τον άνθρακα, επιτρέποντας στους ερευνητές να διακρίνουν μεταξύ παλαιών, μακρόβιων κυττάρων και νέων, παρέχοντας πληροφορίες για το πόσο συχνά αντικαθίστανται τα κύτταρα.
Μελλοντικές θεραπευτικές δυνατότητες
Η ανακάλυψη της λανθάνουσας ικανότητας της καρδιάς να αναγεννάται υπό ορισμένες συνθήκες, όπως το μηχανικό σοκ, ανοίγει το δρόμο για στοχευμένες θεραπείες που έχουν σχεδιαστεί για να ενισχύσουν αυτόν τον εγγενή μηχανισμό αποκατάστασης.
Αυτή η ανακάλυψη είναι «μνημειώδης» για δύο λόγους, σύμφωνα με τον Ράγκι.
«Πρώτον, βοηθά να εξηγηθεί πώς η καρδιακή λειτουργία μπορεί να βελτιωθεί κατά τη διάρκεια της υποστήριξης LVAD και δεύτερον, ανοίγει την πόρτα για να κατανοήσουμε τι κάνει αυτά τα αναγεννητικά κύτταρα διαφορετικά», έγραψε σε ένα μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου.
Μαζί με τις προόδους στη γενετική ιατρική και την τεχνητή νοημοσύνη, αυτή η ανακάλυψη προσφέρει συναρπαστικές δυνατότητες για την ανάπτυξη καλύτερων, μακροπρόθεσμων θεραπειών για την καρδιακή ανεπάρκεια.
