Bruke små molekyler for å regenerere hjertevev
Ny forskning, som vises i tidsskriftet Naturkommunikasjon, viser at å levere to små molekyler til mus hjelper hjertene deres til å regenerere seg etter et hjerteinfarkt.
Hjertesykdom er den viktigste dødsårsaken i USA og er ansvarlig for nesten 1 av 4 dødsfall i landet.
En ugunstig kardiovaskulær hendelse, for eksempel et hjerteinfarkt, skader vanligvis cellene som utgjør hjertemuskelen.
Disse cellene kalles kardiomyocytter, og å miste dem setter folk i fare for hjertesvikt - en tilstand der hjertet ikke kan pumpe blod effektivt til resten av kroppen.
Den vitenskapelige konsensusen er at voksne hjerter ikke lenger kan skape nye kardiomyocytter. Denne manglende evnen er grunnen til at hjertet ikke kan regenerere seg selv etter et hjerteinfarkt når et stort antall kardiomyocytter går tapt.
Ny forskning fornyer imidlertid håpet om å beskytte skadet hjertevev ved å bruke små molekyler som kalles mikroRNA.
Hvorfor mikroRNA er viktig for hjertet
MicroRNA styrer genfunksjonen, og de kan finnes i overflod når hjertet utvikler seg.
Tidligere forskning har identifisert en klynge av mikroRNAer kalt miR-17-92 som styrer hvordan kardiomyocytter sprer seg. Da-Zhi Wang, Ph.D., en kardiologiforsker ved Boston Children's Hospital og professor i pediatri ved Harvard Medical School i Boston, MA, ledet denne tidligere forskningen.
Nå har Prof. Wang og hans kolleger zoomet inn på to medlemmer av denne microRNA-familien: miR-19a og miR-19b.
I den nye studien viser Prof. Wang og hans kolleger hvordan disse to mikroRNA-molekylene kan drive hjertefornyelse etter hjerteinfarkt.
Funnene kan bidra til å forhindre hjertesvikt etter et hjerteinfarkt, som ifølge forskerne er "den viktigste årsaken til dødelighet og sykelighet hos mennesker."
Den kortsiktige og langsiktige effekten av mikroRNA
Prof. Wang og teamet brukte en musemodell av et hjerteinfarkt og leverte mikroRNAene på to forskjellige måter.
For det første administrerte de de lipidbelagte molekylene direkte til musene. For det andre plasserte forskerne mikroRNAene i et adeno-assosiert virus - det vil si en genterapivektor som målrettet mot hjertet.
Med begge leveringsmetodene var resultatene lovende, både på lang sikt og på kort sikt.
De første 10 dagene etter et hjerteinfarkt reduserte mikroRNAene nemlig celledød og stoppet den inflammatoriske reaksjonen som vanligvis skader hjertemuskelen under et hjerteinfarkt.
Forskerne utførte også en genomomfattende transkriptomanalyse som avslørte hvordan miR-19a / 19b undertrykte genene som kontrollerte inflammatorisk respons og akutt celledød.
Over tid hadde hjertene til musene som mottok molekylene, mer sunt vev, mindre skadet vev, bedre hjertemuskulær kontraktilitet og redusert utvidet kardiomyopati - en tilstand der hjertemuskelen tynner, som til slutt svekker hjertet.
"Det opprinnelige formålet er å redde og beskytte hjertet mot langvarig skade," forklarer prof. Wang. "I den andre fasen tror vi at mikroRNA hjelper med spredning av kardiomyocytter."
Fordelene med mikroRNA-terapi
Forskerne fortsetter med å forklare fordelene med mikroRNA-terapi. I motsetning til genterapi, sier de, forblir ikke microRNA-molekylene i hjertet etter at de har oppfylt formålet.
"De går veldig fort inn og varer ikke lenge, men de har en varig effekt i å reparere ødelagte hjerter," forklarer en av de tilsvarende forfatterne av studien, Jinghai Chen, Ph.D.
"Vi ga musene bare ett skudd når hjertet trengte mest hjelp, så [...] fortsatte vi å sjekke ekspressjonsnivået for miRNA19a / b etter injeksjonen," legger Chen til. "Etter en uke sank uttrykket til et normalt nivå, men beskyttelsen varte i mer enn ett år."
"MicroRNAs gir et enormt løfte om å bli kraftige verktøy for å bekjempe hjerte- og karsykdommer," skriver forskerne, som neste gang planlegger å teste behandlingen i et større pattedyr før de går videre til menneskelige studier. Prof. Wang og kollegaer konkluderer:
"[M] iR-19a / 19b-formidlet tidlig hjertebeskyttelse kan åpne et vindu for utvikling av effektiv terapi for hjerteinfarkt og gi store fordeler for pasienter med hjertesvikt."
