Detaljni pregledi srca otkrili su ključnu ulogu leve komore—to je deo srca koji se prvi razvija i obezbeđuje snagu za pumpanje krvi oko naših tela. Ono što je najvažnije, to je takođe područje koje se najčešće uključuje u srčane bolesti i srčane udare i to je područje najsklonije kardiotoksičnim efektima određenih lekova.
Istraživači u Crick-u su sada razvili način da uzgajaju specijalizovane ćelije srčanog mišića leve komore iz matičnih ćelija, otvarajući nove mogućnosti za istraživanje srčanih bolesti, skrining lekova i potencijalno razvoj novih tretmana.
Njihove metode su danas objavljene u Cell Reports Methods i takođe su licencirane za Akol Bioscience za komercijalizaciju protokola za proizvodnju i prodaju kardiomiocita za istraživanje i razvoj i pružanje usluga istraživanja po ugovoru, posebno u oblasti skrininga lekova i testova kardiotoksičnosti.
Radom je rukovodila Andreia Bernardo, saradnica Vellcome Trust Career Re-Entri Fellov u Cricku koja je nedavno otvorila sopstvenu laboratoriju na Imperijal koledžu u Londonu. Uzgoj kardiomiocita leve komore (ćelija srčanog mišića) je komplikovan proces, koji se zasniva na detaljnom razumevanju razvojne biologije, kako objašnjava Andreja.
„Da biste podstakli ćelije da se specijalizuju, morate da razumete prirodni razvojni proces. Nameravali smo da razumemo različite komore srca — kako se formiraju i koji su geni i putevi uključeni u njihov razvoj.“
„Samo sa ovim detaljnim razumevanjem ranih embrionalnih promena, mogli bismo da primenimo znanje u modelima matičnih ćelija, počevši od formiranja ispravne linije mezoderma, prve faze u ćelijskoj specijalizaciji. Takođe smo otkrili da blokiranje puta retinoične kiseline deluje kao neuspešno zaustavljanje, sprečavajući formiranje različitih tipova kardiomiocita.“
„Ono što imamo na kraju je skoro homogena populacija kardiomiocita leve komore koji kucaju sinhronizovano. To je kao meksički talas preko posude. Možemo funkcionalno proučavati ove ćelije u 2D kulturama i čak možemo da napravimo projektovana srčana tkiva sa njima i merimo njihovu snagu i proučavajte ih u ovom 3D okruženju. Iznenađujuće, pokazujemo da su kardiomiociti leve komore ili projektovana srčana tkiva nastala od njih jači i da imaju poboljšanu strukturnu, funkcionalnu i metaboličku zrelost u poređenju sa standardnim modelima kardiomiocita.“
Andrejin rad ima korene u istraživanju sprovedenom pre više od 30 godina. Džim Smit, emeritus naučnik u Kriku, prvi je ispitao molekule koji pokreću razvoj embriona u ranom embrionu vodozemaca koristeći žabu Ksenopus laevis kao model.
Andreia i Jim su se upoznali kada su oboje radili na Univerzitetu Kembridž, i počeli su da sarađuju na istraživanju mišjih embriona, napredujući u radu ka ljudskim matičnim ćelijama, partnerstvo koje će se nastaviti kada Džim postane direktor Nacionalnog instituta za medicinska istraživanja MRC, jedan Krikovih instituta osnivača. Kultura kardiomiocita leve komore koji kucaju sinhronizovano. Zasluge: Institut Francis Crick
„Kada sam bio istraživač u ranoj karijeri, nisam imao pojma kako bi se moja otkrića jednog dana mogla primeniti“, kaže Džim. „Veoma je uzbudljivo videti molekule koje smo prvi put primetili kod žaba koji su sada deo ovog procesa.“
„Ovo zaista naglašava vrednost istraživanja otkrića – nikad ne znate kuda to može dovesti.“
Upravo je partnerstvo između Andreje i Džima poguralo istraživanje napred kroz izazove tokom godina.
„Dugo sam odsustvovala sa posla kako bih se brinula o svom detetu koje je bilo veoma loše i da nije bilo Džimove podrške, ne znam da li bih se vratila“, kaže Andreja.
„I nedavno, baš dok smo usavršavali naše metode, bili smo primorani da prekinemo istraživanje zbog pandemije. Toliko je kultura izgubljeno i to nas je vratilo skoro godinu dana unazad.“
Ali na sreću, njihov tim se vratio u Crick i uz podršku Crick prevodilačkog tima, pronašao partnera u Akol Bioscience.
Ranmali Navaratne, viši poslovni menadžer u Crick prevodilačkom timu, rekao je: „Kada su Andreia i Jim doneli ovaj protokol našem timu, potencijal je bio jasan. Uspeli smo da podnesemo patent i takođe obezbedimo interna sredstva za prevođenje koje su mogli da koriste da generiše više podataka o prirodi ovih kardiomiocita.
„Bilo je briljantno raditi na prevođenju ovog laboratorijskog otkrića u tržišnu metodu. Uzbudljivo je videti kako će se ovi specijalizovani kardiomiociti primeniti u budućim istraživanjima i potencijalno u ćelijskoj terapiji, u vremenu koje dolazi.“
Novi sporazum sa Akol Bioscience će omogućiti većem broju laboratorija širom sveta da koriste ove specijalizovane srčane ćelije u sopstvenim istraživanjima. Ovo bi moglo biti testiranje bezbednosti različitih lekova ili razvoj novih lekova za lečenje specifičnih bolesti leve komore.
Andreia je takođe nedavno pokrenula sopstvenu istraživačku grupu na Imperijal koledžu gde će njen tim koristiti ćelije za proučavanje razvoja leve komore, sazrevanja i bolesti. Bolesti kao što je hipertrofična kardiomiopatija, urođeno srčano stanje koje pogađa posebno levu komoru, biće bolje modelovano ovom metodom. Njen tim će takođe istraživati da li ove ćelije imaju terapeutsku vrednost za lečenje srčane insuficijencije.
