Φανταστείτε να λαμβάνετε θεραπεία για μια απολύτως υγιή νεαρή καρδιά που θα της επέτρεπε να αναρρώσει από μια κατά τα άλλα καταστροφική καρδιακή προσβολή δεκαετίες αργότερα.
Εάν πιστεύετε ότι αυτή η προοπτική φαίνεται απίθανη, δεν είστε μόνοι. Μέχρι πρόσφατα, ο καθηγητής Eldad Tzahor, του οποίου το εργαστήριο στο Ινστιτούτο Επιστημών Weizmann μελετά την αναγέννηση του καρδιακού ιστού, το θεωρούσε επίσης επιστημονική φαντασία. Εξάλλου, οι καρδιαγγειακές παθήσεις, οι οποίες είναι η κύρια αιτία θανάτου στην ανθρωπότητα, δεν θεωρούνται γενικά ως κάτι για το οποίο μπορεί κανείς να προετοιμαστεί μέσω προληπτικής θεραπείας.
Αλλά ο Δρ. Tzahor και οι συνεργάτες του ενεργοποίησαν τώρα έναν κυτταρικό μηχανισμό σε υγιείς καρδιές ποντικιών που κάνει τα τρωκτικά ανθεκτικά σε μελλοντική καρδιακή προσβολή -ακόμα και όταν συμβαίνουν μήνες αργότερα.
Η διαδικασία απέχει πολύ από το να είναι εφαρμόσιμη στους ανθρώπους, τονίζουν οι ερευνητές. Αλλά τα ευρήματά τους, που δημοσιεύθηκαν στο Nature Cardiovascular Research, αναδιαμορφώνουν τις γνώσεις μας για τις αναγεννητικές ικανότητες της καρδιάς -και πιθανώς άλλων οργάνων- και πώς αυτές θα μπορούσαν να ενισχυθούν μέσω προληπτικής ιατρικής παρέμβασης.
«Είναι μια απόδειξη της ιδέας και υποδεικνύει νέους δρόμους έρευνας που εξετάζουν την παροχή θεραπείας της καρδιάς όχι μόνο μετά την εμφάνιση της βλάβης, αλλά από μια προληπτική θέση που αυξάνει την ικανότητα αποκατάστασης πριν λάβει χώρα ο τραυματισμός», εξηγεί ο Δρ. Tzahor.
Η καρδιακή προσβολή σκοτώνει καρδιομυοκύτταρα που το σώμα δεν αναγεννά
Η μελέτη, με επικεφαλής τον Δρ. Avraham Shakked από το Τμήμα Μοριακής Κυτταρικής Βιολογίας του Weizmann, επικεντρώθηκε σε γενετικά τροποποιημένα ποντίκια των οποίων τα καρδιομυοκύτταρα -τα κύτταρα που συνθέτουν τον καρδιακό μυϊκό ιστό- υπερεκφράζουν ένα γονίδιο που πυροδοτεί την κυτταρική διαίρεση σε ποντίκια και άλλα θηλαστικά, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων.
Σε προηγούμενες μελέτες, οι επιστήμονες στο εργαστήριο του Δρ. Tzahor είχαν διαπιστώσει ότι το γονίδιο ERBB2, προκαλεί κυτταρική διαίρεση στα καρδιομυοκύτταρα -ένα αξιοσημείωτο φαινόμενο επειδή περίπου τη στιγμή της γέννησης αυτά τα κύτταρα χάνουν την ικανότητά τους να πολλαπλασιάζονται.
Αυτός είναι ένας από τους λόγους που τα καρδιακά επεισόδια είναι τόσο καταστροφικά. Η καρδιακή προσβολή σκοτώνει τεράστιους αριθμούς καρδιομυοκυττάρων που το σώμα δεν μπορεί να αναγεννήσει. Ως εκ τούτου, ακόμη και τα άτομα που επιβιώνουν από αυτή συχνά μένουν με μειωμένη καρδιακή απόδοση.
Οι επιστήμονες ρύθμισαν την έκφραση του γονιδίου για βελτιωμένη καρδιακή απόδοση
Στη νέα μελέτη, οι επιστήμονες προσπάθησαν να καταλάβουν τι συμβαίνει στις καρδιές που «αναζωογονήθηκαν» από το ERBB2 και πώς ακριβώς επαναδιαφοροποιήθηκαν ώστε να επιστρέψουν στην κανονική λειτουργία μόλις το γονίδιο απενεργοποιηθεί. Η λειτουργία αυτών των καρδιών διέφερε ελάχιστα από εκείνη της ομάδας ελέγχου, αλλά ο Δρ. Shakked παρατήρησε κάποιες σημαντικές διαφορές στη γονιδιακή έκφραση μεταξύ των δύο πληθυσμών.
«Υποθέταμε ότι όλα επιστρέφουν στο φυσιολογικό μετά την απενεργοποίηση του ERBB2 στα καρδιομυοκύτταρα. Ωστόσο είδαμε ένα διαφορετικό γενετικό πρότυπο -υπερέκφραση σε ορισμένα γονίδια και υποέκφραση σε άλλα- μετά την ενεργοποίηση του ERBB2. Με άλλα λόγια, βρήκαμε μακροπρόθεσμες επιπτώσεις», εξηγεί ο ειδικός.
Αυτή η ανακάλυψη έκανε τους επιστήμονες να αναρωτηθούν εάν η έκφραση ERBB2 θα μπορούσε να ρυθμιστεί για βελτιωμένη καρδιακή απόδοση. «Μας έκανε να σκεφτούμε ότι το ERBB2 δεν ήταν απλώς ένας διακόπτης που αποτρέπει τη διαφοροποίηση, αλλά μέρος ενός μηχανισμού που θα μπορούσε να κάνει την καρδιά νεότερη και πιο ανθεκτική», λέει ο Δρ. Tzahor.
Για να ελέγξουν αυτή την θεωρία, οι ερευνητές αντέστρεψαν τη σειρά των προηγούμενων πειραμάτων τους με το ERBB2. Αντί να ενεργοποιήσουν το ERBB2 σε ποντίκια που είχαν υποστεί καρδιακή προσβολή για να κάνουν τα καρδιομυοκύτταρά τους να διαιρεθούν, πρώτα το ενεργοποίησαν σε υγιή ποντίκια για μερικές εβδομάδες και μετά το απενεργοποίησαν ξανά. Στη συνέχεια, οι ερευνητές παρατήρησαν πώς οι καρδιές αυτών των ποντικών αντιμετώπισαν την καρδιακή προσβολή. Το αποτέλεσμα ήταν τα ποντίκια που είχαν ρυθμιστεί για να υπερεκφράζουν το ERBB2 ανέκαμψαν, ενώ τα άλλα όχι.
Η σύντομη υπερέκφραση του ERBB2 βοήθησε στην επιβίωση από καρδιακή προσβολή
Αυτή τη στιγμή, η ερευνητική ομάδα εξετάζει μια σειρά υποθέσεων σχετικά με τους μηχανισμούς μέσω των οποίων μια σύντομη υπερέκφραση του ERBB2 θα μπορούσε να βοηθήσει τα ποντίκια να επιβιώσουν από μελλοντική καρδιακή προσβολή. Μια πιθανότητα είναι ότι το γονίδιο πυροδοτεί μια σειρά αλλαγών που επιτρέπουν σε περισσότερα καρδιομυοκύτταρα να επιβιώσουν από την έλλειψη οξυγόνου που είναι χαρακτηριστικό των καρδιακών προσβολών και είναι ιδιαίτερα καταστροφική για αυτά.
Η ομάδα διαπίστωσε ότι ένα ποντίκι του οποίου το ERBB2 είχε ενεργοποιηθεί προσωρινά όταν ήταν τριών μηνών ανάρρωσε από σοβαρή καρδιακή προσβολή που συνέβη πέντε μήνες αργότερα. «Αν το μεταφράσουμε σε ανθρώπινα χρόνια, είναι συγκρίσιμο με ένα 18χρονο που παίρνει θεραπεία που του επιτρέπει να επιβιώσει από καρδιακή προσβολή στην ηλικία των 50», λέει ο Δρ. Tzahor.
Οι επιστήμονες πάντως τονίζουν ότι αυτό το είδος θεραπείας δεν ισχύει σχεδόν καθόλου για τον άνθρωπο αυτή τη στιγμή. «Μειώνουμε τη λειτουργία των καρδιομυοκυττάρων για να επιτρέψουμε την αποκατάστασή τους στο μέλλον. Από κλινική άποψη, αυτή είναι μια ακραία και δραστική παρέμβαση. Ωστόσο, τουλάχιστον κατ’ αρχήν, η έρευνά μας μπορεί να οδηγήσει σε έναν τρόπο θεραπείας ατόμων που έχουν υψηλό κίνδυνο καρδιακής προσβολής, πριν καν συμβούν αυτά τα επεισόδια», καταλήγει ο ειδικός.