Nova studija istraživača iz Opšte bolnice u Masačusetsu (MGH) otkriva važan korak za pomoć ljudskom srcu da se regeneriše nakon infarkta miokarda (MI).
Po prvi put, istraživači su uporedili formiranje ožiljnog tkiva u povređenim srcima zebrica i miševa, otkrivajući kako potencijalno preokrenuti trajne ožiljke koji su toliko štetni za srca sisara. Rezultati studije objavljeni su u časopisu Nature Communications.
„Mi smo prvi koji direktno upoređujemo i pokazujemo veoma fundamentalne razlike u formiranju ožiljnog tkiva između zebrice i sisara“, kaže glavni autor dr Eman A. Akam-Bakter, istraživač u Centru za kardiovaskularna istraživanja MGH i instruktor doktorirao medicinu na Harvardskoj medicinskoj školi. „Rezultati naše studije ukazuju na moguću novu metu za poništavanje ožiljaka nakon infarkta miokarda, što nikada ranije nije prikazano.“
Infarkt miokarda uzrokuje smrt ogromnog broja srčanih ćelija. Da bi popravio povredu, telo zamenjuje oštećene i mrtve ćelije ožiljnim tkivom. U početku, ožiljno tkivo je korisno u održavanju srca netaknutim. Ali na kraju ožiljno tkivo postaje stalni deo srčanog mišića, zbog čega srce manje efikasno pumpa krv. Preopterećeno srce uzrokuje širenje ožiljnog tkiva, što dovodi do trajnog oštećenja srca.
Formiranje trajnog ožiljnog tkiva nakon povrede srca karakteristično je za sve sisare. Ali zebra ima izuzetnu sposobnost da u potpunosti ukloni ožiljno tkivo nakon povrede, omogućavajući prostor za srčane ćelije da se regenerišu i potpuno ponovo izrastu zdravo srce.
„Dugi niz godina, istraživači su se fokusirali na svojstva kardiomiocita (ćelija srčanog mišića) i imunih ćelija u srcu zebrice da bi objasnili ovaj fenomen“, objasnio je David Sosnovik, MD, stariji autor rada.
„Međutim, nije sprovedena nijedna studija koja karakteriše prirodu kolagenskog ožiljka kod zebrice. Stručnost dr Akam-Baktera u sintetičkoj i analitičkoj hemiji omogućila nam je da ovom problemu pristupimo iz novog ugla.“
Do sada nije bilo moguće ispitati formiranje ožiljnog tkiva u malom srcu zebrice putem snimanja. Za ovu studiju, istraživači su prvo morali da razviju sondu za molekularno snimanje koju su nazvali TMR-O, što im je omogućilo da vide detalje ožiljaka unutar srca zebrica i mišjih modela srčanih povreda.
Ožiljno tkivo se sastoji od kolagena, dugih niti proteina koji se vezuju jedni za druge da bi formirali vlakno koje daje ožiljnom tkivu njegovu strukturu i stabilnost. Proces vezivanja molekula kolagena naziva se unakrsno povezivanje.
„Zamislite umreženi kolagen kao mrežu dugih lanaca proteina povezanih zajedno“, objašnjava Akam-Bakter. „Ruke na više tačaka svakog proteinskog lanca stežu suprotni lanac kao rukovanje.
Sonda koju su istraživači razvili vezana je za svaku ruku, pružajući fluorescentno očitavanje o tome kako je kolagen bio unakrsno povezan.
Istraživači su dugo verovali da je stepen umrežavanja kolagena ključ za to da li je ožiljak resorptan ili trajan. Ali kada su istraživači MGH testirali tu hipotezu, otkrili su da je količina unakrsnog povezivanja bila slična kod zebrice i miševa nakon srčane povrede. Međutim, tip unakrsne veze je bio drugačiji.
„U srcu miša, hemijska priroda kolagenskih unakrsnih veza bila je veoma zrela i formirala je strukturu koja se ne može razbiti antifibrotičnim enzimima u telu. Nasuprot tome, unakrsne veze u zebrici ličile su na labavi stisak ruke “, kaže Akam-Bakter. „Unakrsne veze u srcu zebrice su opstajale u hemijski nezrelom obliku koji se može razgraditi, a to je omogućilo da se fibrotični ožiljci resorbuju i zamene regenerisanim srčanim ćelijama.“
Autori su dalje pokazali da su unakrsne veze koje se formiraju u srcima miša rezultat hemijske modifikacije (hidroksilacija lizina) kolagenskih niti kod miševa, i da se to ne dešava u istoj meri u srcu zebrice.
Ovu modifikaciju vrši enzim koji se zove lizil hidroksilaza 2; ovaj enzim je povezan sa trajnim ožiljcima u drugim organima kod bolesti fibroze.
„Niko nije proučavao efekat blokiranja ovog enzima u kontekstu srčanog udara“, kaže Akam-Bakter. Njen istraživački tim proučava da li inhibicija ovog enzima može efikasno sprečiti trajne ožiljke u srcu nakon IM. Istraživači će takođe istražiti da li se ožiljno tkivo može preokrenuti u drugim organima.
„Broj smrtnih slučajeva i količina srčane insuficijencije koja je rezultat ožiljaka nakon IM je zapanjujuća“, kaže Akam-Bakter. „A fibrotične bolesti takođe predstavljaju veliki broj smrtnih slučajeva. Ako možemo da pronađemo zajedničku osobinu preokretanja ožiljnog tkiva u više organa, potencijalno možemo spasiti mnoge živote.“
