Γιατί δεν μπορούν να αναγεννηθούν οι κατεστραμμένες καρδιές των ενηλίκων;

Νέα έρευνα εξηγεί γιατί τα ενήλικα ανθρώπινα καρδιακά κύτταρα δεν αναγεννώνται.

Καθώς τα καρδιακά κύτταρα ωριμάζουν στα ποντίκια, ο αριθμός των οδών επικοινωνίας μειώνεται δραματικά, σύμφωνα με μια νέα μελέτη.

Αν και αυτό μπορεί να προστατεύει το όργανο από βλαβερά σήματα, μπορεί επίσης να αποτρέψει την αναγέννηση των ώριμων καρδιακών κυττάρων, διαπίστωσαν οι ερευνητές.

σπουδάζω στην αυξητικό κύτταρο Δείχνει ότι η ομαλή επικοινωνία μεταξύ των καρδιακών κυττάρων και του περιβάλλοντός τους προστατεύει το όργανο από επιβλαβή σήματα που σχετίζονται με στρεσογόνους παράγοντες όπως η υψηλή αρτηριακή πίεση, αλλά με το κόστος της πρόληψης σημάτων που αναγεννούν τα καρδιακά κύτταρα.

«Αυτό το άρθρο παρέχει μια εξήγηση για το γιατί οι καρδιές των ενηλίκων δεν αναγεννούνται, αλλά τα νεογέννητα ποντίκια και οι ανθρώπινες καρδιές το κάνουν», δήλωσε ο Bernhard Cohen, ανώτερος συγγραφέας της εργασίας, καθηγητής παιδιατρικής και διευθυντής του Παιδιατρικού Ινστιτούτου για την Καρδιακή Αναγέννηση και Θεραπεία στο University of Pittsburgh School of Medicine.Παρέχει εργασία. Νοσοκομείο Ιατρικής και Παίδων του UPMC Πίτσμπουργκ.

Αυτά τα ευρήματα είναι μια σημαντική πρόοδος στη θεμελιώδη κατανόησή μας για το πώς αναπτύσσεται η καρδιά με την ηλικία και πώς εξελίσσεται για να αντιμετωπίσει το στρες.

Ενώ το δέρμα και πολλοί άλλοι ιστοί του ανθρώπινου σώματος διατηρούν την ικανότητα να επισκευάζονται μετά από τραυματισμό, αυτό δεν ισχύει για την καρδιά. Κατά τη διάρκεια της ανθρώπινης εμβρυϊκής και εμβρυϊκής ανάπτυξης, τα καρδιακά κύτταρα υφίστανται κυτταρική διαίρεση για να σχηματίσουν καρδιακό μυ. Αλλά όταν τα καρδιακά κύτταρα ωριμάζουν σε ενήλικες, εισέρχονται σε μια τερματική κατάσταση όπου δεν μπορούν πλέον να διαιρεθούν.

Για να κατανοήσει περισσότερα για το πώς και γιατί τα καρδιακά κύτταρα αλλάζουν με την ηλικία, ο Kuhn συνεργάστηκε με τον Yang Liu, αναπληρωτή καθηγητή ιατρικής και βιομηχανικής, και την Donna Stolz, αναπληρώτρια καθηγήτρια κυτταρικής βιολογίας και παθολογίας και αναπληρώτρια καθηγήτρια στο Κέντρο Βιολογικής Απεικόνισης. Στους πυρηνικούς πόρους, αυτές οι τρύπες στη λιπιδική μεμβράνη που περιβάλλει το DNA του κυττάρου ρυθμίζουν τη διέλευση των μορίων προς και έξω από τον πυρήνα.

«Το πυρηνικό περίβλημα είναι ένα αδιαπέραστο στρώμα που προστατεύει τον πυρήνα όπως η άσφαλτος σε έναν αυτοκινητόδρομο», λέει ο Kühn, ο οποίος είναι επίσης μέλος του Ινστιτούτου Αναγεννητικής Ιατρικής McGowan. Όπως τα φρεάτια σε αυτή την άσφαλτο, οι πυρηνικοί πόροι είναι μονοπάτια που επιτρέπουν στις πληροφορίες να περάσουν μέσα από το φράγμα και να φτάσουν στον πυρήνα.

Χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο υπερ-ανάλυσης, ο Liu παρατήρησε και μέτρησε τον αριθμό των πυρηνικών πόρων στα καρδιακά κύτταρα ποντικού ή στα καρδιομυοκύτταρα. Ο αριθμός των πόρων μειώθηκε κατά 63% κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης, από 1.856 κατά μέσο όρο στα εμβρυϊκά κύτταρα σε 1.040 στα νεογέννητα κύτταρα και μόλις 678 στα ενήλικα κύτταρα. Ο Stolz επιβεβαίωσε αυτά τα ευρήματα χρησιμοποιώντας ηλεκτρονική μικροσκοπία για να δείξει ότι η πυκνότητα των πυρηνικών πόρων μειώθηκε καθ ‘όλη την ανάπτυξη των καρδιακών κυττάρων.

Σε προηγούμενη έρευνα, ο Kühn και η ομάδα του έδειξαν ότι ένα γονίδιο που ονομάζεται Lamin b2, το οποίο εκφράζεται σε μεγάλο βαθμό σε νεογέννητα ποντίκια, αλλά μειώνεται με την ηλικία, είναι σημαντικό για την αναγέννηση της καρδιάς.

Στη νέα μελέτη, δείχνουν ότι η παρεμπόδιση της έκφρασης Lamin b2 σε ποντίκια οδηγεί σε μείωση του αριθμού των πυρηνικών πόρων. Τα ποντίκια με λιγότερους πυρηνικούς πόρους είχαν μειωμένη μετατόπιση των πρωτεϊνών σηματοδότησης στον πυρήνα και μειωμένη γονιδιακή έκφραση, υποδηλώνοντας ότι η μειωμένη συνδεσιμότητα που σχετίζεται με την ηλικία μπορεί να μειώσει την αναγεννητική ικανότητα της καρδιάς.

«Αυτά τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι ο αριθμός των πυρηνικών πόρων ελέγχει τη ροή των πληροφοριών στον πυρήνα», εξηγεί ο Kuhn. Καθώς τα καρδιακά κύτταρα ωριμάζουν και οι πυρηνικοί πόροι συρρικνώνονται, λιγότερες πληροφορίες φτάνουν στον πυρήνα.

Σε απάντηση σε στρεσογόνους παράγοντες όπως η υψηλή αρτηριακή πίεση, ο καρδιακός πυρήνας λαμβάνει σήματα που αλλάζουν τις γονιδιακές οδούς και οδηγούν σε δομική αναδιαμόρφωση της καρδιάς. Αυτή η αναδιαμόρφωση είναι μία από τις κύριες αιτίες καρδιακής ανεπάρκειας.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα μοντέλο υπέρτασης σε ποντίκια για να κατανοήσουν πώς οι πυρηνικοί πόροι παίζουν ρόλο σε αυτή τη διαδικασία αναδιαμόρφωσης. Τα ποντίκια που κατασκευάστηκαν για να εκφράζουν λιγότερους πυρηνικούς πόρους εμφάνισαν λιγότερη τροποποίηση των γονιδιακών οδών που εμπλέκονται στην επιβλαβή καρδιακή αναδιαμόρφωση. Αυτά τα ποντίκια είχαν επίσης καλύτερη καρδιακή λειτουργία και επιβίωση από τα αντίστοιχα με περισσότερους πυρηνικούς πόρους.

«Μας εξέπληξε το μέγεθος της προστατευτικής επίδρασης του να έχουμε λιγότερους πυρηνικούς πόρους σε υπερτασικά ποντίκια», λέει ο Kühn. Ωστόσο, η ύπαρξη λιγότερων οδών επικοινωνίας περιορίζει επίσης τα ευεργετικά σήματα, όπως αυτά που προάγουν την αναγέννηση.

Το Παιδικό Ερευνητικό Ινστιτούτο Richard King Mellon, το HeartFest, τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας, η American Heart Association, το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ, το Ινστιτούτο Κλινικών και Μεταφραστικών Επιστημών στο Pitt και το Ινστιτούτο Γεροντολογίας στο Pitt και το UPMC παρείχαν χρηματοδότηση για αυτό. δουλειά.

Πηγή: University of Pittsburgh

Leave a Comment