Egy nemzetközi kutatócsapat olyan injektálható hidrogélt fejlesztett ki, amely segíthet kijavítani és megelőzni a szívizom szívroham utáni további károsodását. A Valladolid Egyetemen vezetésével azért vágtak bele a munkába, mert a szívizom infarktus során szerzett visszafordíthatatlan károsodása miatt lesz a szívbetegség vezető halálok. A szívszövet regenerációja minimális, így az okozott kárt a szív önmagában nem tudja pótolni. A jelenlegi kezelések közül pedig hiányzik egy hatékony módszer a halál megelőzésére és a szívroham után a szívszövet helyreállítására - számolt be a Knowridge tudományos portál.
A csapat Abhay Pandit professzor laboratóriumában a galway-i Ír Nemezeti Egyetemen kifejlesztett és tesztelt egy elasztin alapú hidrogélt, amely az emberi testben természetesen előforduló anyagokból származik. A Science Translational Medicine folyóiratban olvasható tanulmány szerint a hidrogél egyedülálló biomatériák, az úgynevezett elasztinszerű rekombinamerek családjára épül, amelyeket a kutatók akkor fejlesztettek ki, amikor a regeneratív orvosláshoz kerestek hidrogéleket. (A rekombinamereket olyan anyagokként határozzák meg, amelyek a molekuláris összetettség és a különféle bioaktivitások kombinálása révén válnak felhasználhatóvá a fejlett biomedicinális és biotechnológiai alkalmazásokhoz.)
A szívszövetbe injekciózzák
A hidrogélt úgy fejlesztették ki, hogy utánozza az infarktus után a szív körüli környezetet, majd testre szabták, hogy képes legyen megvédeni és elősegíteni a szívszövet regenerálódását. A csapat tesztelte a terápiás hatását, és sikerült bemutatniuk a hatékonyságát a szívszövet átalakításában a szívroham után.
Azt is demonstrálták, hogy ha a hidrogélt röviddel a szívroham után injektálták a szívizomba, az kevesebb fibrózist ( szívszövet-hegesedést ) eredményez, valamint elősegítette az új erek generációjának növekedését az érintett területen. Megállapították a kardiomiociták (az a sejttípus, amely lehetővé teszi a szív dobogását) megőrzésének és túlélésének erősödését is. Az anyag időben történő befecskendezésével kapott funkcionális előnyök alátámasztják és kiemelik e kezelés lehetséges klinikai alkalmazását.
Egy másik kutatás szintén a szívizom helyreállítását tűzte ki célul, és sikerült immunsejtekről először kimutatni, hogy részt vesznek a hegek kialakításában, amelyek károsítják a szívet - számolt be a Science Daily .
A szívroham során több milliárd szívizomsejt veszhet el, a helyreállítás normális mechanizmusa pedig egy szívheg kialakulása. Míg ez a heg kezdetben jól segíti a kamrai repedés elkerülését, hosszú távon szívelégtelenséghez vezet, ami azt jelenti, hogy a keringés nem lesz olyan hatékonyan, mint a szívroham okozta károsodás előtt.
A zebrahal, egy Dél-Ázsiában őshonos édesvízi hal, köztudottan képes új szívizomsejtekkel teljes mértékben regenerálni a szívét az ideiglenes heg kialakulása miatt bekövetkezett károsodás után. Paul Riley professzor és csapata az Oxfordi Egyetemen összehasonlította a szívheg összetételét a különböző állatoknál annak feltárására, hogy lehet-e ezeket átmeneti heggé változtatni, mint az a zebrahal esetében megfigyelhető. A Nature Communications folyóiratban megjelent tanulmányuk szerint ebben az esetben elkerülhető lenne a szívelégtelenség az infarktusos betegeknél.
A makrofágok is részt vesznek a hegképzésben
Riley professzor elmondta, hogy eddig a szívroham utáni sejtpótlási stratégiák csalódást okozó klinikai eredményekkel jártak. Ennek egyik oka az a helyi környezet, amelybe az új sejtek kerülnek. A gyulladás és a fibrózis együtt megakadályozza, hogy a képződő új szövet a szívszövetbe integrálódjon. A gyógyításban ezért sürgősen szükség volna olyan megoldásra, amely lehetővé tenné az elveszett szövetek hatékony pótlásához. Ennek fő letéteményesei az immunsejtek, amelyek a gyulladást okozó sérülés után behatolnak a szívbe, ahol jelzik a miofibroblasztoknak , hogy hol rakjanak le a sebképződéshez szükséges kollagént.
A csapat a makrofágok - a gyulladással általában összefüggő sejtek - viselkedését tanulmányozva rájött, hogy ezek részt vesznek a heg kialakításában. Eddig az orvosok úgy tudták, hogy csak a miofibroblasztok kapcsolódnak közvetlenül a heg kialakításához a szívben.
Erről a megfigyelésről bizonyosságot akartak szerezni, így a makrofágokat átültették halak és egerek korábban megsérült szívébe, ahol a kollagéneket zöld fluoreszcens fehérjével jelölték meg a génexpresszió nyomon követéséhez. Amikor három héttel később megnézték a kialakult hegeket, meglepődve tapasztalták, hogy a képződött hegszövet egy része zöld színű. Ez azt mutatta, hogy a makrofágok valóban képesek szabályozni a kollagéneket, és bevinni őket a hegszövetbe.
A kutatók megállapították, hogy a szív hatékony helyreállításához nagy vonalakban két dologra van szükség. Egyrészt az állandó heget átmenetire kell váltotatni, másrészt pótolni kell az összes olyan szívizom sejtet és eret, amely a sérülés következtében elveszett. A tanulmány közelebb vitt a probléma első részének kezeléséhez, mivel a makrofágokat a heg lerakódásának új szereplőjeként azonosították.
