Koristeći ljudske ćelije kod laboratorijskih pacova, istraživači iz Mičigenske medicine razvili su funkcionalni model aneurizme torakalne aorte, stvarajući mogućnosti za efikasnije razumevanje razvoja bolesti i tretmana za potencijalno fatalno stanje, sugeriše studija.
Trenutno ne postoje medicinski tretmani za aneurizmu torakalne aorte, koja predstavlja slabljenje i izbočenje najvećeg krvnog suda u telu u grudima.
Aneurizma često ne izaziva nikakve simptome i mora se popraviti operacijom na otvorenom srcu.
Nosi visok rizik od disekcije ili rupture aorte, što može biti smrtonosno.
„Tokom nekoliko decenija, kandidati za lekove za lečenje aneurizme torakalne aorte koji su uspeli u modelima aneurizme miša nisu se uspešno preneli na ljude u kliničkim ispitivanjima“, rekao je Bo Jang, MD, dr, kardiohirurg i osnovni naučnik. Kardiovaskularni centar Univerziteta u Mičigenu za zdravlje Frankel koji je vodio istraživački tim, koji je podržan grantovima Nacionalnog instituta za zdravlje R01.
„Sada imamo prvi efikasan, 3D model ove bolesti koji koristi ljudske ćelije. Ovo otvara novi put za razvoj lekova i efikasniji skrining da bi se jednog dana zaustavila aneurizma pre smrtonosne disekcije ili rupture aorte.“
Da bi kreirao model, Jangov istraživački tim je koristio bioinženjering vaskularne transplantate ili BVG.
Uzeli su krv od pacijenata koji su nosili patogenu varijantu koja dovodi do aneurizme aorte, ekstrahovali ćelije i reprogramirali ih u indukovane pluripotentne matične ćelije.
Ove matične ćelije su diferencirane u ćelije glatkih mišića koje se koriste za generisanje BVG, pošto glatke mišićne ćelije pružaju strukturnu podršku za krvne sudove i neophodne su za njihovu funkciju.
Zatim su te ćelije glatkih mišića zasejali na biorazgradivu skelu, koja je struktura nalik cevi.
Ćelije su rasle tokom osam nedelja i za to vreme su zauzele degradirajući materijal, formirajući na kraju stabilne, samonoseće kalemove.
„Genetske mutacije igraju značajnu ulogu u nečijoj podložnosti razvoju aneurizme torakalne aorte“, rekao je prvi autor dr Jing Jang, postdoktorski istraživač iz kardiohirurgije na Medicinskom fakultetu U-M.
„Koristili smo uređivanje gena da manipulišemo genom u ljudskim ćelijama, posebno Loeis-Dietz sindromom, genetskim poremećajem koji karakterišu aneurizme u korenu aorte.“
Da bi testirali održivost modela aneurizme, istraživači su koristili uređivanje gena CRISPR/Cas9 da uvedu patogenu varijantu u normalne ljudske ćelije da izazovu aneurizmu; i da se ispravi varijanta u ćelijama pacijenta i razvije zdrav vaskularni transplantat. Kontrolni i eksperimentalni BVG su implantirani u karotidne arterije pacova.
Tokom vremena, bioinženjerski transplantati koji nose varijantu aneurizme pokazali su narušena mehanička svojstva i prošireni su u poređenju sa zdravim graftovima.
Dok se zdrav sud nije proširio, genetski modifikovani transplantat je narastao do oko 40% – što podseća na ljudsko formiranje aneurizme torakalne aorte.
Rezultati su objavljeni u Science Translational Medicine.
„Dok smo koristili ove bioinženjering transplantate za proučavanje patogeneze Loeis Dietz sindroma, sada imamo platformu sa potencijalom da se primeni na druge patogene varijante povezane sa aneurizmom i disekcijom torakalne aorte“, rekao je Dogukan Mizrak, dr. -viši autor i istraživač docent kardiohirurgije na Medicinskom fakultetu U-M.
„Ovo je veliki prvi korak. Imamo model zasnovan na ljudskim ćelijama, što nas stavlja u poziciju da efikasnije procenimo lekove koji imaju za cilj da leče to stanje.“
Aneurizma torakalne aorte javlja se kod otprilike šest do 10 na 100.000 ljudi. U 2019. godini, aneurizme i disekcije aorte izazvale su preko 9.000 smrtnih slučajeva u Sjedinjenim Državama.
„Trenutno istražujemo potencijalne lekove koji bi mogli da se testiraju korišćenjem našeg novog, efikasnijeg modela“, rekao je Eugene Chen, MD, Ph.D., ko-stariji autor studije i Frederick G. L. Huetvell profesor kardiovaskularne medicine na Univerzitetu u Mičigenu Medicinska škola.
„Ovo je neverovatno uzbudljivo vreme za istraživanje u oblasti aneurizme aorte.“
Posebno se zahvaljujemo svim pacijentima koji su dali krv za ovo istraživanje.
