Oksytocyna to hormon peptydowy złożony z 9 aminokwasów spiętych mostkiem dwusiarczkowym. Jest wytwarzana w jądrze przykomorowym i nadwzrokowym podwzgórza, a następnie przekazywana do tylnego płata przysadki (tam też jest magazynowana). Oksytocyna jest wyjątkowo “popularnym” hormonem. Pomijając stricte biologiczną rolę, np. podczas akcji porodowej czy ssania piersi, jest wytwarzana podczas tworzenia więzi społecznych i generowania przyjemnych uczuć, np. podczas seksu.
Czytaj też: Życie bez serca. Czy można zastąpić ten narząd?
Teraz badacze z Michigan State University wykazali, że oksytocyna pełni jeszcze jedną funkcję – stymulowanie komórek macierzystych pochodzących z zewnętrznej warstwy serca (nasierdzia) do migracji do warstwy środkowej i różnicowania w kardiomiocyty. To potężna funkcja regeneracyjna, o której nie mieliśmy pojęcia. Wyniki opisano w czasopiśmie Frontiers in Cell and Developmental Biology.
Dr Aitor Aguirre z Michigan State University mówi:
Pokazaliśmy, że oksytocyna – neuropeptyd znany również jako hormon miłości – jest w stanie aktywować mechanizmy naprawy serca w kulturach komórkowych danio pręgowanego i ludzkich, otwierając drzwi do potencjalnych nowych terapii regeneracji.
Danio pręgowany wskaże kierunek
Kardiomiocyty to wysoce wyspecjalizowane komórki serca, których braków nie da się uzupełnić. Dlatego właśnie po zawale serca funkcjonalność mięśnia nie jest taka sama. Już we wcześniejszych badaniach wykazano, że w nasierdzi istnieje podzbiór komórek, które mogą ulec przeprogramowaniu, aby stać się funkcjonalnymi komórkami macierzystymi, znanymi jako EpiPC (Epicardium-derived Progenitor Cells). Mogą one tworzyć nie tylko kardiomiocyty, ale także inne komórki serca.
Niestety, produkcja EpiPC jest nieefektywna u ludzi. Inaczej jest u danio pręgowanego, gatunku słodkowodnej ryby z rodziny karpiowatych, który jest popularnym organizmem modelowym wykorzystywanym w naukach biologicznych. Słyną one ze swoich zdolności regeneracyjnych, m.in. mózgu, siatkówki, kości czy skóry. Badania wykazały, że mogą odtworzyć nawet 1/4 serca. Dzieje się tak dzięki aktywności komórek EpiPC. Naukowcy zadali sobie pytanie – czy jest coś, co stymuluje je w organizmie danio? Wydaje się, że tak – oksytocyna.
Badania przeprowadzone na rybach wykazały, że w ciągu trzech dni po krioinfekcji serca (urazie spowodowanym zamrożeniem), ekspresja mRNA dla oksytocyny wzrasta w mózgu nawet 20-krotnie. Hormon następnie przemieszcza się do nasierdzia danio i wiąże z receptorem oksytocyny, uruchamiając kaskadę molekularną, która stymuluje lokalne komórki do ekspansji i rozwoju w EpiPC. Migrują one do mięśnia sercowego ryby, aby rozwinąć się w kardiomiocyty, naczynia krwionośne i inne ważne komórki serca, zastępując te, które zostały utracone.
Czytaj też: Wyhodują nowe serce w laboratorium? Nie tak szybko, choć wykonaliśmy ważny krok ku temu
Teraz wykazano, że oksytocyna ma podobny wpływ na ludzkie komórki. Jako jedyny znany nam neurohormon stymuluje tworzenie indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC) i przekształcanie w EpiPC w tempie nawet dwa razy wyższym od podstawowego. Jest to efekt silniejszy w porównaniu do innych znanych nam cząsteczek.
Dr Aitor Aguirre podsumowuje:
Wyniki te pokazują, że prawdopodobnie stymulacja przez oksytocynę produkcji EpiPC jest ewolucyjnie zachowana u ludzi w znacznym stopniu. Oksytocyna jest szeroko stosowana w warunkach klinicznych, więc wykorzystanie jej u pacjentów kardiologicznych nie jest długą perspektywą czasu. Nawet jeśli regeneracja serca jest tylko częściowa, korzyści dla chorych mogą być ogromne.