Oživitev celic po infarktu s pomočjo zunajceličnih veziklov

Zunajcelični vezikli omogočijo, da celice po miokardnem infarktu oživijo, med njim pa delujejo brez kisika. Gre za na novo odkrito funkcionalnost, ki so jo dokazali z vgrajenimi senzorji za neprestano spremljanje krčenja srčne mišice.

Endoteljiski zunajcelični vezikli (EV) lahko zaščitijo srčno tkivo pred poškodbami zaradi ponovne oksigenacije. Foto: Bigstock

Zunajcelični vezikli (EV) so heterogena populacija membranskih veziklov v velikosti od nekaj deset do nekaj tisoč nanometrov. Potujejo med celicami in so obetavna orodja za naslednjo generacijo terapij za skoraj vsa obolenja: od avtoimunskih in nevrodegenerativnih do raka in poškodb tkiva. Dokazano je tudi, da pomagajo srčnim celicam, da si opomorejo po miokardnem infarktu, ni pa bilo znano, kako delujejo in ali je učinek specifičen le tiste, ki nastanejo iz izvornih celic.

Delovanje celic v pogojih, ki jim primanjkuje kisika

Raziskovalci is Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) so razkrili mehanizme zdravilnega delovanja zunajceličnih veziklov (EV). Slednji celice po srčnem infarktu ne le oživijo, temveč tudi ohranijo njihovo delovanje v pogojih, ki jim primanjkuje kisika. Raziskovalci so to sposobnost EV dokazali v človeškem tkivu z vgrajenimi senzorji, ki so spremljali krčenje srčne mišice. Dokazali so tudi, da ti EV najverjetneje izhajajo iz endotelijskih celic na površini krvnih žil. Raziskava je objavljena pred kratkim objavljena v strokovni reviji Science Translational Medicine. “V študiji smo posnemali miokardni infarkt in razvili nov terapevtski pristop za njegovo zdravljenje,” je povedala Kit Parker, profesorica biološke tehnike in uporabne fizike na SEAS in soavtorica študije.

Poškodbe zaradi ponovne oksigenacije

Miokardni infarkti se pojavi, ko je pretok krvi v srce blokiran. Najboljši način za zdravljenje je obnovitev pretoka krvi, vendar lahko ta proces dejansko povzroči škodo celicam v srcu (IRI). Reperfuzijska poškodba (IRI) oziroma poškodba zaradi ponovne oksigenacije se zgodi, ko se oskrba s krvjo vrne v tkivo po obdobju pomanjkanja kisika. “Celični odziv na IRI vključuje več mehanizmov, kot so preobremenitev s kalcijem in protoni, oksidativni stres, mitohondrijska disfunkcija in drugo. Gre za zapleten sklop procesov, ki predstavljajo izziv za razvoj novih terapij,” je dejala Moran Yadid iz Wyssovega inštituta za biotehniko ter prva avtorica objave. “

Skoraj 2000 različnih beljakovin

Ker EV izvirajo iz žilnega tkiva, ki je edinstveno programirano nastavljeno na zaznavanje hipoksičnega stresa, so raziskovalci domnevali, da lahko “tovor”, ki ga prenašajo, zagotavlja neposredno zaščito srčnim mišicam. Mapirali so celoten sklop beljakovin, ki endotelijski zunajcelični vezikli lahko izrazijo. “Presenetljivo je, da čeprav imajo EV le 150 nanometrov premera, vsebujejo skoraj 2000 različnih beljakovin. Veliko se jih nanaša na presnovne procese, kot so dihanje, delovanje mitohondrijev, signalizacija in homeostaza. Z veliko procesi torej, ki so povezani s srčnim odzivom na stres. Menimo, da vsebujejo koktajl molekul in beljakovin, ki delujejo skupaj in pomagajo celici vzdrževati homeostazo, spremeniti presnovno delovanje ter zmanjšati poškodbe,” je pojasnila Yadid.

Poustvarili stanje miokardnega infarkta

Raziskovalci so na človeški srčni mišici poustvarili stanje, kot nastopi med in po miokardnem infaktu. Ugotovili so, da se lahko kardiomiociti v tkivih, obdelanih z EEV, bolje prilagodijo stresnim razmeram in vzdržijo večjo delovno obremenitev. Poškodbe srca so povzročili s triurnimi omejitvami kisika, čemur je sledila 90-minutna ponovna oksigenacija. Nato so izmerili delež mrtvih celic in kontraktilno silo tkiva. Srčno tkivo, zdravljeno z EV, je imelo polovico manj mrtvih celic in je imelo kontraktilno silo štirikrat višjo od “neobdelanega tkiva. Nabor beljakovin v kardiomiocitih, ki so bili zdravljeni z EV, je bil bolj podoben naboru v zdravil celicah. Presenetljivo so opazili tudi, da so se celice, zdravljene z EV, krčile tudi brez kisika.

Zaščita pred poškodbami zaradi ponovne oksigenacije

“Ugotovili smo, da endoteljiski zunajcelični vezikli (EV) lahko zaščitijo srčno tkivo pred poškodbami zaradi ponovne oksigenacije. Mehanizem, ki ga uporabijo, je, da poškodovane celice preskrbijo z beljakovinami in signalnimi molekulami, ki podpirajo različne presnovne procese. To spoznanje odpira pot novim terapevtskim pristopom,” je povedal André G. Kléber, profesor patologije na Medicinski šoli Harvard in soavtor študije.

Povezavo do izvirne objave v celoti najdete TUKAJ.

PUSTITE KOMENTAR

Prosimo vpišite svoj komentar!
Prosimo vpišite svoje ime tukaj