Naukowcy z Towarzystwa Maxa Plancka (Niemcy) zidentyfikowali czynnik transkrypcyjny regulujący funkcjonowanie komórek macierzystych serca. Ich badania zostaną wykorzystane m.in. przy opracowywaniu nowych sposobów na zapobieganie groźnym wadom wrodzonym u dzieci. 

Rozwój serca jest złożonym i wieloetapowym procesem odbywającym się między 3 a 8 tygodniem życia płodowego. Podczas tego okresu, pojedyncze komórki macierzyste namnażają się i ulegają specjalizacji, tworząc niezwykle skomplikowaną strukturę pompującą krew i zaopatrującą pozostałe tkanki ciała w niezbędne substancje odżywcze. Praca ta musi być wykonywana bez przerwy, a wszelkie jej zakłócenia stanowią zagrożenie dla życia. Wykonujący ją organ nie może zatem zostać pozbawiony możliwości regeneracyjnych.

W 2005 roku naukowcy z Uniwersity of California (USA) odkryli istnienie tzw. komórek prekursorowych, lub inaczej progenitorowych serca, zachowujących częściową zdolność do różnicowania się i ulegania podziałom. Isl+, nazwane tak ze względu na wyróżniającą je obecność białka Isl1 (ang. LIM-homeodomain transcription factor islet-1), stanowią swoisty materiał zapasowy, wykorzystywany podczas odbudowywania uszkodzonych tkanek. Choć pełnią one niezwykle ważną funkcję, to ich nadmierna aktywność grozi niepożądanymi komplikacjami, zwłaszcza podczas wczesnych etapów kształtowania się układu krwionośnego.

Jak wynika z najnowszych badań przeprowadzonych przez pracowników z Towarzystwa Maxa Plancka, rolę strażnika kontrolującego działanie komórek macierzystych układu krwionośnego pełni pojedynczy czynnik transkrypcyjny Ajuba. Łączy się z cząsteczkami Isl1 i w ten sposób blokuje ich funkcjonowanie.

„Gdy zabraknie Ajuba, najwyraźniej brak jest innego przełącznika kończącego ostatecznie rozwój serca regulowany za pomocą Isl1” - mówi kierująca badaniami Gergana Dobreva.

Aby potwierdzić te założenie, naukowcy przeprowadzili testy na modelach zwierzęcych. Specjalnie w tym celu wyhodowali transgeniczne ryby z gatunku Danio pręgowany (Danio rerio) pozbawione funkcjonalnego białka Ajuba i obserwowali zmiany zachodzące w trakcie ich rozwoju embrionalnego. Tak jak przypuszczano, w sercach ryb z grupy badanej dochodziło do deformacji wynikających ze skręcania osi. Organy te były również znacznie większe niż u osobników z grupy kontrolnej.

Dokładne poznanie procesów kształtowania się układu krwionośnego pomoże nam lepiej zrozumieć, a przez to i kontrolować, rozwój groźnych schorzeń określanych mianem wad wrodzonych serca (ang. congenital heart defects, CHD). Szacuje się, że każdego roku w Polsce przychodzi na świat około 3000 dzieci z tego typu zaburzeniami, a około połowa z nich, pozbawiona właściwego leczenia, umiera już w trakcie pierwszych 12-stu miesięcy życia. 

Powyższe odkrycie będzie stanowić podstawę do opracowania zupełnie nowych terapii. Przykładowo, w warunkach laboratoryjnych będzie można hodować komórki z wyciszonym Ajuba i dzięki temu zdolne do przekształcania się w funkcjonalne mięśnie sercowe. Innym sposobem będzie stymulowanie aktywności własnych komórek Isl1+ pacjenta i pobudzanie ich w ten sposób do samodzielnej regeneracji uszkodzonego organu.

Autor: Anna Kurcek

Literatura:

Finished heart switches stem cells off

http://www.sercedziecka.org.pl/

Postnatal isl11 cardioblasts enter fully differentiated cardiomyocyte lineages