Jak dotąd prowadzono wiele prac badawczych nad biologicznymi stymulatorami. Obecne badanie jest pierwszym, które pokazuje, że jeden gen może prowadzić do zmiany funkcji komórek mięśnia sercowego na funkcje komórek układu bodźcowo-przewodzącego. Zmodyfikowane komórki generują spontanicznie impulsy elektryczne a ich struktura jest analogiczna do struktury rozrusznikowych komórek serca.
Komórki rozrusznikowe generują impulsy elektryczne, rozprzestrzeniające się do pozostałych komórek serca inicjując uporządkowane i rytmiczne skurcze mięśnia sercowego.
Jak dotąd jedyną możliwością na uzyskanie uporządkowanych skurczów mięśnia sercowego u pacjentów z zaburzeniami rytmu było operacyjne wprowadzenie elektrycznego rozrusznika serca. Rozwiązanie to bywa kłopotliwe w przypadku leczenia chirurgicznego, fizykoterapeutycznego oraz niektórych metod diagnostycznych z wykorzystaniem pola elektromagnetycznego.
Naturalne rozrusznikowe komórki serca zlokalizowane są w węźle zatokowym (SAN), położonym w górnej części prawej komory serca. Komórek mięśnia sercowego jest ok. 10 miliardów, z czego niewiele mniej niż 10, 000 to komórki rozrusznikowe, czasem określane jako komórki SAN. Przeprogramowanie komórek serca poprzez wprowadzenie genu Tbx18 pozwala na utworzenie komórek rozrusznikowych. Nowo powstałe komórki rozrusznikowe mają wszystkie kluczowe właściwości naturalnych swoich odpowiedników, co więcej utrzymują ich cechy nawet po ustąpieniu skutków działania genu.
Naukowcy z Cedars-Sinai wprowadzili gen Tbx18 poprzez wirusowy nośnik. Gen Tbx18 naturalnie odgrywa kluczową rolę w ontogenezie komórek rozrusznikowych człowieka.
Gen wprowadzony przy udziale wirusa pozwala na bezpośrednie przeprogramowanie komórek mięśnia sercowego w wyspecjalizowane komórki rozrusznikowe. Badania prowadzone na świnkach morskich wykazały, że nowo powstałe komórki posiadają wszystkie cechy i funkcje komórek rozrusznikowych naturalnie występujących w organizmie.
Dotychczasowe próby przeprogramowania komórek mięśnia sercowego w komórki rozrusznikowe prowadzone przez innych naukowców nie zakończyły się pełnym sukcesem. Prowadzono badania nad wyprowadzeniem z komórek macierzystych linii komórek rozrusznikowych, jednakże bardzo istotną przeszkodą dla stosowania tej metody jest ryzyko powstania z embrionalnych komórek macierzystych komórek nowotworowych. Opisana powyżej nowa metoda z zadziwiającą prostotą pozwala na otrzymanie komórek rozrusznikowych które są identyczne z oryginalnymi komórkami rozrusznikowymi i eliminują podwyższone ryzyko wystąpienia choroby nowotworowej.
Za swoją pracę nad metodą powstawania komórek rozrusznikowych - Hee Cheol Cho otrzymał nagrodę Louis N. and Arnold M. Katz Basic Research Prize, a young investigator award of the American Heart Association.
Dyrektor Cedars-Sinai Heart Institute - Eduardo Marbán oraz pionier w badaniach nad komórkami macierzystymi serca twierdzi, że otrzymane wyniki badań są zwieńczeniem 10 lat pracy w jego laboratorium.
Naukowcy wierzą, iż terapia ta może być z powodzeniem stosowana poprzez bezpośrednią iniekcję genu Tbx18 do serca pacjenta lub wytworzenie komórki rozrusznikowej in vitro a następnie wszczepienie ich do serca. Przed rozpoczęciem testów klinicznych niezbędne jest jednak przeprowadzenie dodatkowych badań bezpieczeństwa i skuteczności tej terapii
Przeczytaj również:
Serce też sługa, czyli jak kontrolować komórki macierzyste układu krwionośnego
Beta-blokery zawiodły- nie zmniejszają ryzyka zawału serca i postępu choroby wieńcowej
red. Donata Zaczyńska
Portal Biotechnologia.pl
Źródła:
http://www.sciencedaily.com/
http://news.discovery.com/
http://www.nature.com/
KOMENTARZE