Kako novice "prilepijo" poškodovana srca

Odkrite so molekularne podrobnosti regeneracije dvoživk

Zelena vodna opica Notophthalmus viridescens. © MPI za raziskovanje srca in pljuč
prebral

Njuni lahko v primeru izgube ponovno napnejo noge, celo poškodovano srce je popolnoma obnovljeno. Znanstveniki so zdaj začeli dekodirati celične mehanizme tega impresivnega regeneracijskega dosežka in naleteli na izjemno plastičnost novih možganskih celic. Ker sesalci - in tudi ljudje - nimajo teh znanj, bi lahko ugotovitve prispevale k razvoju novih celičnih terapij za bolnike s poškodovanimi organi.

Notophthalmus viridescens, zeleni vodni menih, je ena najljubših živali raziskovalcev okoli Thomasa Brauna z Inštituta Max Planck za raziskovanje srca in pljuč v Bad Nauheimu. Dvoživka je pravzaprav domača iz mokrišč Severne Amerike, vendar se tudi v akvarijih inštituta počuti precej dobro. Za znanstvenike je ta majhna žival posebej zanimiva: na primer, medtem ko pri ljudeh srčna mišica, na primer poškodovana zaradi miokardnega infarkta, ne more dovolj regenerirati, temveč namesto nje skrije poškodovano mišično tkivo, se prašičje srce po poškodbi v celoti popravi in ​​se funkcija organa povrne stoodstotno.,

Okrevanje srčne funkcije v 14 dneh

Ključ do te sposobnosti regeneracije so same celice srčne mišice, ki se v prašičjem srcu po poškodbi organa lahko odpovejo svojim značilnim lastnostim, da se posvetijo sebi. Kot so pokazali raziskovalci, so značilni proteini kardiomiocitov, težka veriga miozina in različni troponini dramatično znižani.

Srčne mišične celice, ki se vbrizgajo v regeneracijsko nogo, po dveh tednih proizvajajo beljakovine, značilne za skeletne mišične celice. Celice so bile predhodno obarvane z rdečim barvilom, tako da prekrivanje ustvari barvo oranžno. Nasprotno pa dva dni po injiciranju troponina T v marker srčne mišice v injicirane celice, ponovno obarvanega z rdečim barvilom, ni več zaznati. V razdelku je prikazan košček srčnega tkiva, obarvan kot kontrola, ki se obarva zeleno zaradi obarvanja s troponinom T. © MPI za raziskovanje srca in pljuč

Hkrati se celice začnejo množično deliti, da bi nastale nove srčne mišične mase. Okrevanje srčne funkcije traja približno dva tedna za newt. Podatki kažejo, da se v tem času izražanje proteinov, specifičnih za mišico, spet vrne v normalno stanje, torej da se celice spet diferencirajo, to je, da se njihove značilne lastnosti povrnejo nazaj.

Raziskovalci so izolirali celice srčne mišice in jih odnesli v kulturo. V večini celic so Braun in njegovi sodelavci lahko zaznali protein, imenovan Phospho-H3. Ta protein je označevalec faze G2 celičnega cikla in pokazatelj, da se regeneracija prašičjega srca izvaja brez vključevanja matičnih celic. Tudi pri regeneraciji srca očitno ne tvori značilnega tkiva za celjenje ran, ki ga poznamo kot blastema. zaslon

"Srce ima le razmeroma majhno število različnih vrst celic, kar bi lahko bil eden od razlogov, da sanacija mehurja ni potrebna za obnovo srčnega tkiva, " Braun razloži v sedanji številki revije Journal of Cell Science. Raziskovalci Bad Nauheima prav tako niso našli nobenih dokazov o vpletenosti matičnih celic v popravilo srca v newtsih.

Nove ugotovitve o popravilu poškodovanih človeških src

Pri okrevanju izgubljenih okončin so stvari drugačne: tukaj, za razliko od srca, trije razvijejo blastemo. Blastemske celice imajo določene značilnosti, kot je tvorba različnih vrst celic z matičnimi celicami. Celični biologi so po amputaciji zdaj v novo rastočo svinjico vbrizgali izolirane miokardne celice. V tem okolju so se celice začele namenjati, kot v srcu; ko so ga injicirali v nepoškodovane okončine, tega niso storili. In spet so raziskovalci v zelo kratkem času zabeležili izgubo beljakovin, specifičnih za srčno mišico.

Hkrati pa se je zdaj začelo izražanje beljakovin, značilnih za celice blastema, kot je markerski protein 22/8. Približno 15 dni po presaditvi na prašičjo nogo so se celice diferencirale v skeletne mišične celice in značilni markerji srčne mišice so bili izgubljeni.

"Sumimo, da signal za dediferencacijo celic na območju celjenja ran izhaja in celice med seboj komunicirajo, " razlaga Braun. Takšne signale lahko na primer posredujejo nekateri encimi. Takšen encim - fokalna adhezijska kinaza -, ki sodeluje pri prenosu signalov v celico, je v resnici fosforiliran in tako aktiven v presajenih celicah. Raziskovalci upajo, da bo globlje razumevanje molekulskih povezav regeneracije pri newtu odprlo nove poti za sanacijo poškodovanih src pri pacientu.

(idw - MPG, 09.11.2006 - DLO)