Oamenii de stiinta din intreaga lume incearca sa inlocuiasca tesutul cardiac deteriorat cu celule musculare cardiace (cardiomiocite), fabricate in laborator, care sunt fie injectati direct in inima, fie aplicati pe niste plasturi speciali. Specialistii au descoperit un regulator genetic, responsabil de dezvoltarea cardiomiocitelor, conform eurekalert.org.
”Daca cardiomiocitele sunt facute din celule stem pluripotente, ele se ingroasa in inima si formeaza muschii. Totusi, exista sanse mari ca muschiul sa nu functioneze corespunzator, deoarece miocitele sunt blocate intr-o etapa imatura. Exista lucruri specifice care controleaza acest proces, pe care noi nu am reusit sa le reproducem”, explica William Pu, director la ”Basic and Translational Cardiovascular Research at Boston Children's Hospital”.
Studierea modului in care cardiomiocitele se dezvolta si ajung la maturitate, pe soareci, a fost o provocare. Studiile anterioare au folosit soareci modificati genetic, care aveau anumite gene din muschiul inimii estompate, pentru a afla care sunt necesare. Metoda nu a fost foarte eficienta deoarece eliminarea completa a unei gene genereaza alte disfunctii ale inimii, care pot afecta maturizarea cardiomiocitelor. In plus, procedura este una foarte costisitoare, care ocupa mult timp.
In studiul condus de William Pu, publicat in ”Nature Communications”, specialistii au ocolit aceste obstacole. Au folosit soareci normali si au folosit tehnologia de editare a genelor, numita ”CRISPR/Cas9”. In acest mod, au testat un factor cheie, implicat in dezvoltarea muschiului cardiac, intr-un mod nou.
Metoda este mult mai simpla si mai eficienta. Enzima Cas9 este cuplata cu un virus care directioneaza enzima Cas9 pentru a sterge o gena specifica. Pentru a viza diferite gene, cercetatorii au facut mici modificari la nivelul virusului.
Au reusit sa testeze 10 gene diferite in termen de 10 saptamani.
In plus, in loc sa stearga gena din fiecare celula in parte, cercetatorii au injectat virusul in asa fel incat sa fie afectate doar cate o celula musculara cardiaca din 10. Acest model ”mozaic” permite muschiului cardiac neafectat sa ramana functional. In acest fel, echipa poate studia celulele mutante separat.
Oamenii de stiinta au observat ca gena SRF a fost regulatorul cheie al maturizarii cardiomiocitelor. Atunci cand gena SRF a fost eliminata din muschiul inimii soarecilor, multe procese ale dezvoltarii au fost intrerupte. In cazul miocitelor normale, mature, structura de baza responsabila de contractii, cunoscuta sub numele de sarcomer, este foarte organizata. In cazul miocitelor mutante, sarcomera a devenit dezorganizata. In plus, in celulele normale exista niste structuri care ajuta la coordonarea contractiei sarcomerului. In cazul celor mutante, nu a functionat corespunzator si mitocondriile, care furnizeaza energie si care sunt pozitionate de-a lungul sarcomerului, au fost dramatic reduse ca dimensiune si numar.
Mai apoi, specialistii au observat ca gena SFR reglementeaza activitatea cardiomiocitelor imature, dar nu si pe cea a celor mature. In plus, acestia sugereaza ca sarcomerul nu este important doar pentru contractie, ci si pentru procesul de maturizare. Daca ar exista o modalitate prin care sa fie crescuta activitatea genei SFR, celulele muschiului inimii dezvoltate in laborator ar putea sa creasca si sa ajunga la maturitate.
Sursa: https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-09/bch-cwt092718.php
