Injizierbares Gel könnte helfen, die Herzmuskeln nach einem Herzinfarkt wieder aufzubauen

Nach einem Herzinfarkt gibt es einen dramatischen Verlust dieser Herzmuskelzellen und diejenigen, die überleben, können nicht effektiv replizieren.

Laut einer neuen Studie hat eine Gruppe von Wissenschaftlern ein injizierbares Gel gefunden, das kurze Gensequenzen, sogenannte microRNAs, langsam in den Herzmuskel freisetzt. Bei Säugetieren, einschließlich Menschen, regenerieren sich die Zellen, die den Herzmuskel kontrahieren und ihn schlagen lassen, nicht nach einer Verletzung. Nach einem Herzinfarkt gibt es einen dramatischen Verlust dieser Herzmuskelzellen und diejenigen, die überleben, können nicht effektiv replizieren. Mit weniger dieser kontraktilen Zellen, die als Kardiomyozyten bezeichnet werden, pumpt das Herz mit jedem Herzschlag weniger Blut, was zu einer erhöhten Sterblichkeit im Zusammenhang mit Herzerkrankungen führt. Die Forscher verwendeten Mausmodelle, um einen neuen Ansatz für den Neustart der Replikation in bestehenden Kardiomyozyten zu demonstrieren.

Obwohl die Gründe, warum Kardiomyozyten nicht regenerieren, nicht vollständig verstanden werden, verwendeten die Forscher microRNAs, die auf Signalwege im Zusammenhang mit der Zellproliferation abzielen und in der Lage waren, einige der inhärenten "Stopp" -Signale zu inhibieren, die Kardiomyozyten daran hindern, sich zu replizieren. Bei mehr Herzzellen, die sich teilten und vermehrten, zeigten Mäuse, die nach einem Herzinfarkt mit diesem Gel behandelt wurden, eine verbesserte Erholung in wichtigen klinisch relevanten Kategorien. In Bezug auf die Studie sagte Morrisey: "Biologische Medikamente werden sehr schnell umgesetzt. Die von uns verwendeten microRNAs halten weniger als acht Stunden im Blutkreislauf, daher hat eine hohe lokale Konzentration große Vorteile. "Hier sind häufige Risikofaktoren für einen Herzinfarkt

Ihre kurze Lebensdauer bedeutet, dass Patienten, die systemisch behandelt werden, häufig mit hohen Dosen injiziert werden müssen, um sicherzustellen, dass eine ausreichende Menge an microRNAs ihr Ziel im Herzen erreicht. Und da diese microRNAs dazu bestimmt sind, die Zellproliferation zu fördern, bestünde das Risiko von tumorerzeugenden Off-Target-Effekten. Das Morissey-Labor untersucht Signalwege, die an der Entwicklung und Regeneration von Herz und Lunge beteiligt sind, während das Burdick-Labor Erfahrung in der Entwicklung biokompatibler Materialien für die Wirkstoffabgabe hat.

Burdick bemerkte: "Wir wollen das richtige Material für ein bestimmtes Medikament und eine bestimmte Anwendung entwickeln. Die wichtigsten Merkmale dieses Gels sind, dass es scherentzähend und selbstheilend ist. Das Ausdünnen bedeutet, dass es Bindungen aufweist, die bei mechanischer Belastung zerbrochen werden können, wodurch es flüssiger wird und durch eine Spritze oder einen Katheter fließen kann. Selbstheilung bedeutet, dass die Bindungen des Gels sich wieder auflösen, wenn dieser Stress abgebaut wird, damit es im Herzmuskel an Ort und Stelle bleibt. "Lesen Sie hier 10 Dinge, die während eines Angriffs passieren, die Sie wissen sollten.

Während sie verkapselt sind, werden die microRNAs auch vor dem Abbau geschützt, wodurch die Zeitspanne, in der sie wirksam sein können, maximiert wird, ohne dass das Risiko besteht, dass sie in die Zielzellen eindringen. Um ihr Gel zu testen, verwendeten die Forscher drei Arten von Mausmodellen. Die erste Gruppe waren normale, gesunde Mäuse. Innerhalb weniger Tage nach Injektion des Gels zeigte ihr Herzgewebe erhöhte Biomarker der Kardiomyozytenproliferation. Die zweite Gruppe waren "Confetti-Mäuse", die so genannt werden, weil sie genetisch manipuliert sind, so dass sie individuelle Kardiomyozyten haben, die zufällig eines von vier verschiedenen fluoreszierenden Proteinen exprimieren.

Diese fluoreszierenden Markierungen erlaubten den Forschern zu sehen, dass sich einzelne Kardiomyozyten als Reaktion auf die Behandlung mit microRNA-Gel tatsächlich teilten. Nach der Induktion von Herzinfarkten in den Mäusen und der Einführung des microRNA-Gels konnten die Forscher sehen, dass einzelne rote, gelbe oder grüne Kardiomyozyten zu Clustern wurden, die aus zwei bis acht Zellen der gleichen Farbe bestanden.

Die dritte Gruppe waren Mäuse, in denen auch Herzinfarkte induziert wurden, so dass klinisch relevante Ergebnisse der Behandlung untersucht werden konnten. Diese Mäuse zeigten im Vergleich zu Kontrollen eine verbesserte Erholung, einschließlich einer höheren Ejektionsfraktion - mehr Blut, das mit jedem Schlag gepumpt wurde - und einer kleineren Zunahme der Herzgröße. Mit vielversprechenden Ergebnissen bei Mäusen werden die nächsten Schritte für die Forscher beinhalten, menschliche Herzzellen in vitro zu testen und physiologische Experimente an Tieren mit menschenähnlicheren Herzen, wie Schweinen, durchzuführen.

Burdick schloss mit den Worten: "Wir sehen eine Veränderung in den Ansätzen für die regenerative Medizin, bei der Alternativen zur Stammzellentnahme zum Einsatz kommen. Anstatt neue Zellen einzuführen, die ihre eigenen Herausforderungen bei der Geburt haben, schalten wir einfach Reparaturmechanismen in Zellen ein, die Verletzungen im Herzen und anderen Geweben überleben. "Die Studie wurde im Journal veröffentlicht Natur Biomedizinische Technik.

Senden Sie Ihren Kommentar