Studiul examinează regenerarea celulelor inimii în căutarea de noi tratamente

Atunci când un pacient se confruntă cu insuficiență cardiacă, una dintre principalele cauze de deces la nivel mondial, începe să piardă celule cardiace sănătoase și funcționale. Insuficiența cardiacă face ca aceste celule odată flexibile să se transforme în celule fibroase care nu mai sunt capabile să se contracte și să se relaxeze. Această întărire a celulelor inimii le afectează capacitatea de a transporta eficient sângele către restul organelor din corpul uman. Deoarece oamenii nu pot regenera aceste celule ale inimii, pacientul se confruntă cu un drum lung spre recuperare, inclusiv tratament preventiv sau simptomatic.

Cu toate acestea, unele mamifere sunt capabile să regenereze celulele inimii, deși acest lucru are loc de obicei pe o perioadă de timp imediat după naștere. Pe baza acestui fapt, Mahmoud Salama Ahmed, Ph.D., și o echipă internațională de cercetători au finalizat un studiu pentru a identifica noi agenți terapeutici sau regimuri terapeutice existente aprobate anterior de Administrația SUA pentru Alimente și Medicamente (FDA) pentru regenerarea celulelor cardiace.

Studiul lor, „Identificarea medicamentelor aprobate de FDA care induc regenerarea cardiacă la mamifere”, a fost publicat în Nature Cardiovascular Research.

„Acest studiu are ca scop terapia regenerativă, nu tratamentul simptomatic”, a adăugat Ahmed.

Ahmed, profesor de științe farmaceutice la Jerry H. Hodge School of Pharmacy de la Texas Tech University, a lucrat la acest studiu la Universitatea din Texas Southwestern Medical Center. El a spus că studiul actual se bazează pe concluziile unui studiu din 2020 de la laboratorul lui Hesham Sadek, MD, de la UT Southwestern Medical Center.

În acel studiu, cercetătorii au demonstrat că șoarecii ar putea într-adevăr să regenereze celulele cardiace atunci când doi factori de transcripție au fost șterși genetic: Meis1 și Hoxb13. Înarmați cu aceste informații, Ahmed și coautorii săi și-au început cel mai recent studiu în 2018 la Universitatea din Texas Southwestern Medical Center. Au început prin a viza factorii de transcripție (Meis1 și Hoxb13) folosind paromomicină și neomicina, două antibiotice aminoglicozide.

„Am dezvoltat inhibitori pentru a opri transcripția internă și a restabili capacitatea de regenerare a celulelor inimii”, a adăugat Ahmed.

Ahmed a spus că structurile paromomicinei și neomicinei au indicat potențialul lor de a se lega și de a inhiba factorul de transcripție Meis1. Pentru a înțelege cum ar putea avea loc această legare, echipa a trebuit mai întâi să descopere mecanismele moleculare ale paromomicinei și neomicinei și modul în care acestea se leagă de genele Meis1 și Hoxb13.

„Am început să testăm acest lucru la șoareci care suferă de infarct miocardic sau ischemie”, a explicat Ahmed. „Am descoperit că ambele medicamente (paromomicină și neomicina) acționează sinergic pentru a crește fracția de ejecție (procentul de sânge care părăsește inima la fiecare contracție), astfel încât contractilitatea ventriculilor (camerele inimii) este îmbunătățită semnificativ. Acest debit cardiac crescut și a redus cicatricea fibroasă care s-a format în inimă.”

Echipa a colaborat cu oameni de știință de la Universitatea din Alabama din Birmingham pentru a administra paromomicină și neomicina la porcii care suferă de infarct miocardic. Ei au descoperit că porcii care sufereau de infarct miocardic au avut o contractilitate mai bună, o fracție de ejecție și o îmbunătățire generală a debitului cardiac atunci când li s-au administrat paromomicină și neomicină.

În cercetările viitoare, Ahmed este interesat de combinarea profilurilor de legare ale paromomicinei și neomicinei într-o moleculă, mai degrabă decât două. Dacă va reuși, el a spus că noua moleculă ar putea evita orice efecte nedorite sau potențial nedorite asociate cu rezistența la antibiotice.

„Vrem să creăm noi molecule mici sintetizate care vizează Meis1 și Hoxb13”, a spus Ahmed. „Vrem să continuăm studiul la porci în legătură cu studiile de toxicologie. În viitor, sperăm că aceasta va fi o introducere în studiile clinice pe oameni.

„Vestea bună este că folosim mai multe medicamente aprobate de FDA cu profiluri de siguranță stabilite și efecte secundare bine-cunoscute, astfel încât să putem ocoli unii dintre pașii de aprobare pentru un nou medicament investigat. Aceasta este frumusețea reutilizarii medicamentelor: noi putem ajunge mai devreme la clinică, astfel încât să putem începe să salvăm vieți.”