Danio pręgowany potrafi regenerować komórki serca. Możemy się tego nauczyć?

Jak danio pręgowany regeneruje swoje serce? Nowe odkrycie może zapoczątkować rewolucję w medycynie, nie tylko w kardiologii, ale ogólnie w medycynie regeneracyjnej.
Czy danio pręgowany nauczy nas jak regenerować kardiomiocyty?
Czy danio pręgowany nauczy nas jak regenerować kardiomiocyty?

Co roku w Polsce ponad 80 000 osób doznaje zawału serca. Blisko połowa umiera, jeżeli nie otrzyma odpowiedniej pomocy. Zawał jest zazwyczaj konsekwencją postępującej choroby niedokrwiennej serca i nagłym ograniczeniem przepływu krwi przez tętnice wieńcowe.

Czytaj też: Terapia genowa naprawi serce po zawale. Coraz bliżej przełomu

Niestety, ludzie nie mają zdolności regeneracji kardiomiocytów (komórek sercowych), a w miejsce uszkodzonej tkanki powstaje blizna. Inaczej jest u niższych kręgowców, np. danio pręgowanego, które dysponują znacznie bardziej zaawansowanymi zdolnościami regeneracyjnymi.

Profesor Jan Philipp Junker z Max Delbrück Center for Molecular Medicine mówi:

Chcieliśmy dowiedzieć się, jak ta mała rybka to robi i czy możemy się od niej czegoś nauczyć.

Uczeni symulowali uszkodzenia serca u danio pręgowanego i śledzili zdolności regeneracyjne kardiomiocytów. Wnioski opublikowano w czasopiśmie Nature Genetics.

Ludzie i ryby

Natychmiastowa reakcja na uraz u ludzi i danio jest bardzo podobna. U ryb jednak powstają nowe kardiomiocyty, które są zdolne do kurczenia się.

Naukowcy zaczęli od przyłożenia zimnej igły do jednomilimetrowego serca danio pręgowanego na kilka sekund. Podobnie jak u ludzkich pacjentów z zawałem serca, powoduje to reakcję zapalną, po której następuje bliznowacenie z komórek tkanki łącznej (fibroblastów).

Profesor Jan Philipp Junker dodaje:

Co zaskakujące, natychmiastowa odpowiedź na uraz jest bardzo podobna. Ale podczas gdy proces u ludzi zatrzymuje się w tym momencie, u ryb trwa dalej. Tworzą one nowe kardiomiocyty, które są zdolne do skurczu. Chcieliśmy zidentyfikować sygnały, które pochodzą z innych komórek i pomagają napędzać regenerację.

Naukowcy znaleźli trzy nowe typy fibroblastów, które tymczasowo wchodzą w stan aktywacji. Choć wizualnie są identyczne z innymi fibroblastami, potrafią odczytać całą serię dodatkowych genów odpowiadających za tworzenie białek, np. kolagenu 12.

Zwykło się uważać, że proces bliznowacenia u ludzi jest przeszkodą w regeneracji kardiomiocytów. Okazało się, że fibroblasty są ważne dla tego procesu. Danio pręgowane z wyłączoną ekspresją kolagenu 12 utraciły zdolności regeneracyjne. Wydaje się, że fibroblasty przyczyniają się do tworzenia nowych ścieżek naprawczych.

Czytaj też: Wyhodują nowe serce w laboratorium? Nie tak szybko, choć wykonaliśmy ważny krok ku temu

Wciąż tajemnicą pozostaje, czy uszkodzonym sercom ssaków (np. ludzi i myszy) brakuje niezbędnych sygnałów lub zdolności do ich odczytywania do propagacji regeneracji. Naukowcy uważają, że można by opracować leki, które procesy te by stymulowały. Wstępne dowody sugerują, że aktywowane fibroblasty nie tylko sprzyjają regeneracji serca, ale pomagają też tworzyć nowe naczynia krwionośne, które zaopatrują serce w tlen.