Oamenii de ştiinţă au reconstruit o inimă de şoarece folosind celule de om

Proiectul s-a desfăşurat la Facultatea de Medicină a Universităţii din Pittsburgh, SUA, rezultatele fiind publicate în Nature Communications.

Cercetătorii au reuşit să regenereze un organ (restabilind şi funcţia acestuia) cu ajutorul celulele stem pluripotente induse (iPS), ceea ce va contribui la progresul cunoaşterii în mai multe domenii: medicina  regenerativă, transplanturile de organe, testarea unor noi medicamente, înţelegerea modului de dezvoltare a inimii.

Oamenii de ştiinţă au pornit de la o inimă de şoarece, menţinută artificial în stare de funcţionare, în condiţii de laborator. Mai întâi, au decelularizat inima, adică au îndepărtat toate celulele acesteia, folosind diferiţi agenţi chimici, un proces care a durat aproximativ 10 ore. Apoi, au repopulat „armătura” rămasă (matricea extracelulară) cu celule  progenitoare cardiovasculare multipotente MCP). Aceste celule au fost obţinute pornind de la celule fibroblastice extrase din piele; celulele fibroblastice au fost transformate în celule stem pluripotente (celule precursoare  care au capacitatea de a se transforma în orice alt tip de celule, în funcţie de condiţii), iar celule stem pluripotente au fost apoi tratate cu anumiţi factori de de creştere pentru a induce transformarea lor în MCP.

MCP au capacitatea de a se diferenţia, ulterior, în 3 tipuri diferite de celule specifice întâlnite în structura inimii  - cardiomiocite, celule endoteliale şi celule musculare netede.

Este pentru prima dată când MCP sunt utilizate pentru regenerarea inimii. Cercetătorii au constatat că matricea extracelulară („armătura” rămasă după decelularizare) transmite celulelor MCP semnale care ghidează transformarea lor în celule specializate, necesare pentru fuccţionarea corectă a inimii.

Prin această metodă, cercetătorii nu numai că au reuşit să reconstruiască structura inimii şoarecelui, dar au izbutit şi să-i restabilească, într-o anumită măsură, funcţia: după câteva săptămâni, inima a început să se contracte, într-un ritm de 40-50 de bătăi pe minut (ritmul normal la şoarece este de 500-700 bătăi pe minut, la om - de 70-80 de bătăi pe minut).

Mai sunt necesare eforturi pentru a face inima să se contracte suficient de puternic pentru a pompa în mod eficient sângele şi pentru a reconstitui corect sistemul electric al inimii, care face posibilă reglarea ritmului cardiac.

În viitor, ar putea fi posibil să se reconstruiască inimi umane printr-o metodă de acest tip: din celule obţinute cu ajutorul unei simple biopsii a pielii s-ar obţine celule MCP care ar putea fi utilizate pentru a „însămânţa” o matrice biologică şi a regenera astfel un organ ce va putea fi apoi transplantat.

De asemenea, metoda ar putea fi folosită în laborator pentru a obţine modele ale inimii, utile pentru a testa efectele diferitelor medicamente sau pentru a urmări dezvoltarea inimii la embrion şi făt.

Ţelul următor al cercetătorilor este să afle dacă e posibilă obţinerea unei porţiuni de muşchi cardiac, ce ar putea fi folosită pentru înlocuirea unei regiuni lezate a inimii.