Studiul examinează regenerarea celulelor cardiace în căutarea de noi tratamente

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

Totuși, unele mamifere sunt capabile să regenereze celule cardiace, deși acest lucru se întâmplă de obicei într-un anumit interval de timp imediat după naștere. Pe baza acestui fapt, Mahmood Salama Ahmed, doctor în filosofie, și o echipă internațională de cercetători au finalizat un studiu pentru a identifica noi agenți terapeutici sau scheme terapeutice existente aprobate anterior de Administrația pentru Alimente și Medicamente din SUA (FDA) pentru regenerarea celulelor cardiace.

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

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

Ahmed, profesor de științe farmaceutice la Școala de Farmacie Jerry H. Hodge din cadrul Universității Texas Tech, a lucrat la studiu la Centrul Medical UT Southwestern. El a spus că cercetarea actuală se bazează pe descoperirile unui studiu din 2020 realizat de laboratorul doctorului Hesham Sadek de la Centrul Medical UT Southwestern.

În studiul respectiv, cercetătorii au demonstrat că șoarecii pot regenera într-adevăr celulele cardiace prin ștergerea genetică a doi factori de transcripție: Meis1 și Hoxb13. Înarmați cu aceste informații, Ahmed și coautorii săi au început cel mai recent studiu al lor în 2018 la Centrul Medical Southwestern al Universității din Texas. Au început prin a viza factorii de transcripție (Meis1 și Hoxb13) folosind paromomicină și neomicină, două antibiotice din clasa aminoglicozidelor.

„Am dezvoltat inhibitori pentru a dezactiva transcripția internă și a restabili capacitatea regenerativă a celulelor cardiace”, a adăugat Ahmed.

Ahmed a spus că structura paromomicinei și neomicinei indică potențialul lor de a se lega de factorul de transcripție Meis1 și de a-l inhiba. Pentru a înțelege cum s-ar putea produce această legare, echipa a trebuit mai întâi să descifreze mecanismele moleculare ale paromomicinei și neomicinei și să învețe cum se leagă acestea de genele Meis1 și Hoxb13.

„Am început să testăm acest lucru pe șoareci care sufereau de infarct miocardic sau ischemie”, a explicat Ahmed. „Am descoperit că ambele medicamente (paromomicină și neomicină) au acționat sinergic pentru a crește fracția de ejecție (procentul de sânge care părăsește inima cu fiecare contracție), astfel încât contractilitatea ventriculelor (camerele inimii) a fost îmbunătățită semnificativ. Acest lucru a crescut debitul cardiac și a redus cicatricea fibroasă care se forma în inimă.”

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

În cercetările viitoare, Ahmed este interesat să combine profilurile de legare ale paromomicinei și neomicinei într-o singură moleculă, în loc de două. Dacă va avea succes, a spus el, noua moleculă ar putea evita orice efecte nedorite sau potențial nedorite asociate cu rezistența la antibiotice.

„Dorim să creăm noi molecule sintetice mici care să vizeze Meis1 și Hoxb13”, a spus Ahmed. „Dorim să continuăm studiul pe porci pentru studii toxicologice. Și apoi, sperăm, acesta va fi un punct de plecare pentru 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 putem ocoli unii dintre pașii necesari pentru obținerea aprobării pentru studierea unui nou medicament. Aceasta este frumusețea reutilizării medicamentelor: putem ajunge la clinică mai devreme pentru a începe să salvăm vieți.”