obecne zabiegi farmaceutyczne na niewydolność serca-w tym inhibitory ACE i beta-blokery-centrum NA próbuje zatrzymać błędne koło utraty mięśnia sercowego jako szczep dalsze uszkodzenia pozostałych mięśnia sercowego, powodując śmierć większej liczby komórek, wyjaśnia UT Southwestern lekarz-badacz Hesham A. Sadek, M. D., Ph.D., profesor medycyny wewnętrznej biologii molekularnej, i Biofizyki. Nie ma istniejących zabiegów na odbudowę mięśnia sercowego.

dziewięć lat temu Sadek i jego koledzy odkryli, że serca myszy mogą się regenerować, jeśli zostaną uszkodzone w pierwszych dniach życia, pod wpływem podziału kardiomiocytów, komórek odpowiedzialnych za siłę skurczową serca. Jednak pojemność ta jest całkowicie utracona przez 7 dni, nagły punkt zwrotny, w którym podział tych komórek dramatycznie spowalnia, a same komórki powiększają się. Przyczyny, dla których komórki te stopniowo zwalniają i przestają się dzielić, są niejasne.

Sadek i jego zespół odkryli w 2013 roku, że białko o nazwie Meis1, które należy do kategorii znanych jako czynniki transkrypcyjne, które regulują aktywność genów, odgrywa kluczową rolę w zatrzymaniu podziału komórek serca. Jednak, jak wyjaśnia, chociaż usunięcie tego genu u myszy wydłuża okno podziału komórek serca, efekt ten jest przejściowy – komórki serca pozbawione tego genu ostatecznie spowalniają i zatrzymują ich namnażanie.

w związku z tym naukowcy zastanawiali się, czy istnieją zbędne mechanizmy, które hamują podział komórek serca, nawet gdy Meis1 jest nieobecny. W tym celu zbadano, jakie inne czynniki transkrypcyjne mogą śledzić aktywność Meis1 w komórkach serca, ponieważ szybko się dzielą, a następnie zwalniają do zatrzymania w ciągu kilku dni po urodzeniu. Szybko odkryli jeden o nazwie Hoxb13, który pasuje do rachunku. Sadek zauważa, że inne białka z rodziny Hox działają jako białka opiekuńcze dla Meis1 w innych typach komórek, przenosząc Meis1 do jądra komórkowego.

aby lepiej zrozumieć rolę Hoxb13 w komórkach serca, naukowcy genetycznie zaprojektowali myszy, u których gen kodujący Hoxb13 został usunięty. Myszy te zachowywały się podobnie do tych, u których tylko Gen meis1 został usunięty — okno szybkiego podziału komórek serca zostało zwiększone, ale nadal zamknięte w ciągu kilku tygodni. Kiedy naukowcy wyłączyli Hoxb13 u dorosłych serc myszy, ich podział komórek miał krótki odrodzenie, wystarczająco, aby zapobiec postępującemu pogorszeniu po wywołanym zawale serca, ale nie na tyle, aby promować znaczną regenerację.

jednak, gdy naukowcy usunęli oba geny dla Meis1 i Hoxb13, komórki serca u tych myszy zdawały się powracać do wcześniejszego etapu rozwoju, zarówno zmniejszając rozmiar, jak i mnożąc więcej. Po wywołanym zawale serca myszy te wykazywały szybką poprawę ilości krwi, którą każde uderzenie mogło wydalić z serca. Ich serce prawie wróciło do normy.

mając wyraźne dowody na to, że Meis1 i Hoxb13 współpracują ze sobą, aby zatrzymać podział komórek serca w kilka dni po urodzeniu, Sadek i jego współpracownicy szukali, co z kolei może regulować te białka. Ich eksperymenty sugerują, że odpowiedzią jest kalcyneuryna, białko odpowiedzialne za regulację aktywności innych białek poprzez usunięcie ich grup fosforanowych.

ponieważ kalcyneuryna odgrywa kluczową rolę w różnych chorobach i innych schorzeniach, takich jak reumatyczne zapalenie stawów, schizofrenia, cukrzyca i przeszczep narządów, na rynku istnieje już kilka leków ukierunkowanych na to białko. Możliwe, że-mówi Sadek-można by opracować inne leki, które bezpośrednio celują w Meis1 i Hoxb13. Naukowcy mogą w końcu być w stanie opracować strategie ponownego uruchomienia podziału komórek serca za pomocą jednego leku lub kombinacji, które celują w dowolną część tej ścieżki regulacyjnej, dodaje.

„budując historię podstawowych mechanizmów podziału komórek serca i tego, co je blokuje”, mówi Sadek, „jesteśmy teraz znacznie bliżej możliwości wykorzystania tych ścieżek do ratowania życia.”