Serce to mięsień, który powinien przez całe życie pracować bez ustanku. Jego komórki muszą być sprawnie odżywiane. Jeśli jednak w którejś z tętnic wieńcowych - oplatających i karmiących serce - nastąpi zator, komórki, do których krew nie dociera, obumierają. Taka martwica komórek serca nazywa się zawałem. Z powodu zawału umiera w Polsce rocznie ok. 15 tys. osób. Jeśli jednak pacjent przeżyje, w miejscu po martwych komórkach tworzy się w sercu blizna. A ona jest zbudowana nie z tkanki mięśniowej, tylko z tkanki łącznej. Komórki te są mniej elastyczne, a w dodatku nie pomagają w pracy serca. A ściana serca jest tam cieńsza i bardziej narażona na rozerwanie.

Prof. Maciej Kurpisz z Instytutu Genetyki Człowieka PAN w Poznaniu opowiada, że aby wzmocnić pracę serca po zawale - zwłaszcza u osób, które nie kwalifikują się do operacji - można dostarczyć tam komórki macierzyste. To komórki, które mogą się w sposób nieograniczony namnażać, a których rola w organizmie jeszcze nie została sztywno zdefiniowana. Mogą więc z nich powstać komórki różnego typu.

Komórki macierzyste pobiera się z mięśnia uda pacjenta. Namnaża się je, a następnie dostarcza się cewnikiem do uszkodzonych miejsc w sercu. Dotąd jednak takie zabiegi nie miały porażającej skuteczności. Komórki macierzyste bowiem nie najlepiej wiązały się z komórkami mięśnia sercowego.

POWIEDZIEĆ KOMÓRKOM MACIERZYSTYM, CO MAJĄ ZROBIĆ

Tymczasem polscy naukowcy pokazali, jakie modyfikacje genetyczne wykonać na takich komórkach macierzystych, aby skuteczniej wspomagały one pracę serca. Publikacja ukazała się w 2017 r. w "European Journal of Heart Failure".

"Komórki modyfikowane są tak, aby powstawała z nich tkanka charakterystyczna dla serca - tzw. sarkomery sercowe" - mówi prof. Kurpisz.

Uspokaja, że modyfikacja dotyczy genu z ludzkich komórek mięśniowych.

I dodaje: "Prowadzimy terapeutyczny eksperyment medyczny na osobach, które nie mogą liczyć na przeszczep serca". Pomysł Polaków czeka na uzyskanie patentu. Prof. Kurpisz wymienia, że z takiego rozwiązania korzystać mogłyby w przyszłości osoby po zawale niekwalifikujące się do transplantacji ani do wszczepienia tzw. by-passów, osoby o niskiej frakcji wyrzutowej serca (poniżej 30 proc.) lub osoby borykające się z chorobą po zawale.

SERCE JAK SPOD IGŁY

Genetyk opisuje, jak wygląda zabieg. Kiedy już pobierze się od pacjenta komórki macierzyste, zmodyfikuje się je i namnoży, mapuje się serce. "Badanie wygląda podobnie do koronarografii" - porównuje genetyk. Kiedy już wiadomo, w których miejscach serce jest najsłabsze - najmniej kurczliwe - specjalną igłą podaje się tam komórki macierzyste. "Pacjenci mówią, że czuć wtedy niewielkie ukłucie. Po dwóch dniach pacjent może iść do domu. Jak po koronarografii" - mówi prof. Kurpisz.

Komórki macierzyste dostarczane są do miejsc w sercu, gdzie nie ma innych komórek mięśniowych. Nowe komórki mięśniowe mają więc tam warunki, aby się namnażać. "Kiedy dojdą już do komórek mięśniowych serca, wiążą się z nimi poprzez mostki cytoplazmatyczne - dzięki naszej modyfikacji genetycznej" - opisuje genetyk.

JAKOŚCIOWY SKOK DZIĘKI MOSTKOM?

"To jest jakościowym skokiem. Do tej pory komórki macierzyste się nie 'przyczepiały' do komórek mięśnia sercowego tak, jak byśmy chcieli. A przez to nie wytwarzały dobrego elektropotencjału" - opowiada prof. Kurpisz.

Chodzi o synchronizację z innymi komórkami serca. "To z kolei powodowało dodatkowo arytmię" - dodaje genetyk. Jego zdaniem mostki cytoplazmatyczne - powstające dzięki modyfikacji genetycznej - synchronizują pracę starych i nowych komórek.

"Faktycznie nasi pacjenci nie mają arytmii, ich komórki się wiążą z komórkami serca" - uważa genetyk.

Badacze z jego zespołu skuteczność swojego rozwiązania chcą potwierdzić w kolejnych, bardziej szczegółowych badaniach.

ŚLEDZENIE KOMÓREK MACIERZYSTYCH DZIĘKI SPION-OM

Naukowcy z Poznania chcą m.in. przekonać się, jak faktycznie przemieszczają się w organizmie komórki macierzyste dostarczone w trakcie zabiegu. Aby to sprawdzić, chcą użyć m.in. tzw. superparamagnetycznych nanoczątek zawierających tlenek żelaza (tzw. SPION). Publikacja na ten tematy ukazała się w "Scientific Reports". W grę wchodzą zarówno badania in vitro, jak i in vivo.

Prof. Kurpisz opowiada, że takie nanocząstki, które wnikają do komórek - np. macierzystych - łatwo śledzić w ciele - np. za pomocą rezonansu magnetycznego. Będzie więc wiadomo, jaka część komórek dostarczonych w trakcie zabiegu rzeczywiście "przykleiło się" do serca, a ile nie. Badacze mają w planach przetestowanie takich nanocząstek na modelu przeklinicznym - w organizmie świni. Dopiero wtedy, jeśli testy się powiodą - będzie można zacząć pierwsze testy na ludziach.

Prof. Kurpisz ma nadzieję, że w przyszłości nanocząstki typu SPION można by było być może wykorzystać do kontrolowanego punktowego dostarczania i uwalniania leków.

PAP - Nauka w Polsce, Ludwika Tomala

lt/ agt/