Η ανθρώπινη καρδιά χάνει σχεδόν εντελώς την αναγεννητική της ικανότητα μετά τη γέννηση και οποιαδήποτε βλάβη στον καρδιακό μυ, π.χ. εξαιτίας καρδιακής προσβολής, συνήθως οδηγεί σε μόνιμη απώλεια της λειτουργικότητάς του στους ενήλικες.
Επιστήμονες από το Ινστιτούτο Max Planck για την Έρευνα Καρδιάς και Πνευμόνων έδειξαν τώρα για πρώτη φορά σε ποντίκια ότι μια αλλαγή στον ενεργειακό μεταβολισμό των καρδιακών μυϊκών κυττάρων επιτρέπει την αναγέννηση της καρδιάς.
Στα ζώα, η καρδιακή λειτουργία θα μπορούσε έτσι να αποκατασταθεί σε μεγάλο βαθμό μετά από καρδιακή προσβολή. Η μελέτη είναι πρωτοποριακή και θα μπορούσε να ανοίξει δρόμο σε εντελώς νέες θεραπευτικές προσεγγίσεις.
Η απώλεια της αναγεννητικής ικανότητας οφείλεται, μεταξύ άλλων, στην απώλεια της ικανότητας των καρδιακών μυϊκών κυττάρων να διαιρούνται μετά τη γέννηση.
Αυτό συνοδεύεται από μια θεμελιώδη αλλαγή στον ενεργειακό τους μεταβολισμό, δηλαδή, αντί να λαμβάνουν ενέργεια από σάκχαρα, η οποία είναι γνωστή ως γλυκόλυση, τα κύτταρα των καρδιακών μυών λαμβάνουν την ενέργειά τους σε μεγάλο βαθμό από λίπη.
Αυτή η μορφή παραγωγής ενέργειας είναι γνωστή ως οξείδωση λιπαρών οξέων.
«Η ανθρώπινη καρδιά χρησιμοποιεί κατά κύριο λόγο τη γλυκόλυση στα πρώιμα στάδια ανάπτυξης, αλλά στη συνέχεια μεταβαίνει στην οξείδωση των λιπαρών οξέων επειδή της αποδίδει περισσότερη ενέργεια», εξηγούν οι συντάκτες της μελέτης, Xiang Li και Xuejun Yuan.
Με αυτή την αλλαγή στην διαδικασία παραγωγής ενέργειας μετά τη γέννηση, η δραστηριότητα πολλών γονιδίων μεταβάλλεται και ο ρυθμός της κυτταροδιαίρεσης πέφτει.
Οι ερευνητές στόχευσαν στην πρόκληση αλλαγών στη γονιδιακή δραστηριότητα με τον επαναπρογραμματισμό του ενεργειακού μεταβολισμού έτσι ώστε να επανενεργοποιήσουν την ικανότητα κυτταρικής διαίρεσης στα καρδιακά μυϊκά κύτταρα.
Σε πρώτη φάση απενεργοποίησαν ένα γονίδιο (το Cpt1b) το οποίο είναι απαραίτητο για την οξείδωση των λιπαρών οξέων, σε ποντίκια και παρατήρησαν ότι οι καρδιές σε αυτά τα ποντίκια άρχισαν να μεγαλώνουν ξανά.
Μάλιστα, κατά τη διάρκεια του πειράματος, ο αριθμός των καρδιακών μυϊκών κυττάρων αυτών των ποντικών σχεδόν διπλασιάστηκε. Στο επόμενο βήμα, οι ερευνητές προκάλεσαν καρδιακές προσβολές σε ποντίκια στα οποία το γονίδιο Cpt1b ήταν απενεργοποιημένο.
Το αποτέλεσμα ήταν εντυπωσιακό: οι κοινές ουλές στον καρδιακό μυ ήταν ελάχιστα ορατές μετά από εβδομάδες και η ικανότητα συστολής του σε πειραματόζωα χωρίς το γονίδιο Cpt1b σχεδόν επανήλθε στα επίπεδα που ήταν πριν από το έμφραγμα.
Σε περαιτέρω μελέτες, οι επιστήμονες μπόρεσαν να αποκρυπτογραφήσουν τον υποκείμενο μοριακό μηχανισμό διαπιστώνοντας πως η αλλαγή στη γονιδιακή δραστηριότητα αναγκάζει τα καρδιακά μυϊκά κύτταρα να περάσουν σε ανώριμη φάση και έτσι να ανακτήσουν την ικανότητα αναγέννησης.
Οι ερευνητές βλέπουν αυτή τη μελέτη ως μια πραγματική ανακάλυψη: Με τον επαναπρογραμματισμό του μεταβολισμού διπλασιάζουν τον αριθμό των καρδιακών μυϊκών κυττάρων και αποκαθιστούν σχεδόν πλήρως μετά από ένα έμφραγμα την καρδιακή λειτουργία.
Η ανάπτυξη ενός αναστολέα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να επηρεάσει τη δραστηριότητα του ενζύμου CPT1B είναι το επόμενο βήμα στο δρόμο για την ανάπτυξη μιας θεραπείας που μπορεί τελικά να χρησιμοποιηθεί σε ανθρώπους.
Ωστόσο, οι επιστήμονες τονίζουν πως έχουν ακόμη πολύ δρόμο να διανύσουν μέχρι να γίνουν δυνατές και αξιόπιστες τέτοιες θεραπείες σε ανθρώπους. Ωστόσο, είναι σίγουροι ότι στο μέλλον θα μπορέσουν να διεγείρουν θεραπευτικά την αναγεννητική ικανότητα της καρδιάς.
