Fetal bir geni yeniden aktive eden araştırmacılar, yetişkin kalp hücrelerinin hasar sonrası kendini yenilemesini sağladı.
ABD’de Icahn Tıp Fakültesinden bir grup bilim insanı, doğumdan sonra devre dışı kalan CCNA2 adlı geni yeniden aktifleştirerek, yetişkin insan kalp hücrelerinin hasar sonrası kendini yenilemesini sağlamayı başardı.
Dünya genelinde kalp hastalıkları, önde gelen ölüm nedenleri arasında yer almaya devam ediyor. Hastalar, kalp krizi ve kalp yetmezliği gibi ciddi kalp sorunları yaşamaya başladığında, kalp kasları hasar görüyor ve tedavi edilip onarılmaları zorlaşıyor.
Semptomları tedavi etmek için birçok tedavi geliştirilmiş olsa da, hastalık öncesi duruma dönmek yani tam bir iyileşme aslında imkansız oluyor. Bunun nedeni, yetişkin insan kalp hücrelerindeki rejenerasyon (yenilenme) yeteneğinin eksikliği.
Kök hücreler veya öncü hücreler kullanılarak yapılan onarım çalışmaları şu ana kadar klinik deneylerde sınırlı etkinlik gösterdi. Ancak New York Mount Sinai’deki Icahn Tıp Fakültesinden araştırmacılar, kalp kas hücrelerini (kardiyomiyositleri) yenilemek için bilinen bir geni aktif hale getirerek zamanı geri çevirmeye çalışıyor. npj Regenerative Medicine dergisinde yayınlanan çalışmaları, gelecekteki tedavilerle yetişkin insan kalplerine kendini yenileme yeteneğinin kazandırılabileceğini gösteriyor.
CCNA2: Kalp hücre döngüsünün ana düzenleyicisi
Çalışma, fetal büyüme döneminde aktif olan ve doğumdan kısa bir süre sonra devre dışı kalarak hücre yenilenme yeteneğini sınırlayan Cyclin A2 (CCNA2) adlı gene odaklanıyor. CCNA2, fetüsteyken, hala işlevsel durumdayken, hücre bölünmesi ve büyümesinde önemli bir rol oynar ve yeni kalp hücrelerinin oluşumunu sağlar. Ancak yetişkinlerde onarım kapasitesi oldukça sınırlı görünür.
Sağlıklı insan kalbinde düşük seviyeli kardiyomiyosit yenilenmesine dair kanıtlar bulunsa da oldukça sınırlı ve bu yetenek yaşla birlikte azalır. Bu nedenle, miyokard enfarktüsü yani kalp krizi gibi bir hasarı onarabilecek kalp rejenerasyonu klinik olarak oldukça zor.
Yeni çalışma, CCNA2 genini kalp hücre döngüsünün “ana düzenleyicisi” olarak tanımlıyor. Şu ana kadar, çoğunlukla hayvan modellerinde yapılan CCNA2 ile ilgili çalışmalar, bu genin yeniden aktif hale getirilme yeteneği konusunda umut vaat ediyordu.
2014 yılında, baş yazarlardan Hina Chaudry, yakın zamanda kalp krizi geçirmiş bir domuzda CCNA2’nin aktive edildiği başka bir çalışmada yer almıştı. CCNA2, domuzda başarıyla kalp hücresi bölünmesini tetiklemiş ve kalp fonksiyonunda iyileşme sağlamıştı. Farelerle yapılan çalışmalar da benzer sonuçlar göstermişti.
Yeni çalışmada, ekip bu yöntemi 41 ve 55 yaşlarındaki yetişkinlerden alınan in vitro (laboratuvar ortamındaki) insan hücreleri üzerinde test etmeye geçti. Bunu yapmak için, insan CCNA2 ifadesini taşıyabilen zararsız bir virüs tasarladılar ve bunu kültüre edilmiş hücrelere verdiler.
Daha sonra hücre bölünmesini ve yapısını izlemek için canlı hücre görüntüleme yaptılar. Son olarak, gen ifadesindeki değişiklikleri analiz etmek için fare ve insan kalp örneklerinde RNA dizilimi gerçekleştirdiler.
Sonuçlara göre, CCNA2, 41 ve 55 yaşındaki kalp hücrelerinde kalp hücresi yenilenmesini tetikledi ve hücrelerde fetal-benzeri ve rejeneratif gen programlarını yeniden aktif hale getirdi. Ortaya çıkan yavru hücrelerin kalp kası yapısını ve işlevini koruduğunu ve kalsiyumu etkili bir şekilde işlemeye devam ettiğini buldular.
Ayrıca, farelerde yapılan RNA dizilimi, CCNA2 ifadesinden sonra bile, aktif hücre bölünmesi ve yeniden programlama gen imzalarına sahip bir kalp hücresi alt popülasyonu ortaya çıkardı.
Araştırma ekibi, “Tüm bu bulgular birlikte değerlendirildiğinde, CCNA2 tarafından tetiklenen kısmi yeniden programlamanın, kontrollü bir gelişimsel program aktivasyonunu yansıttığını, bunun yenidoğan kalplerinde gözlemlenen rejeneratif yanıtlarla tutarlı olduğunu ve hücre döngüsü gen ifadesindeki mütevazı artışların kalp rejenerasyon kapasitesini artırabileceğine dair önceki kanıtlarla uyumlu olduğunu gösteriyor” ifadesini kullandı.
Kalp hastalıklarının tedavisinde kullanılabilir
CCNA2’nin uygulanmasını optimize etmek ve insan deneyleri yapmak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulsa da, çalışma, sadece semptomları tedavi etmek yerine kalbi onarma yeteneğiyle hastalar için umut olabilir. Potansiyel uygulamalar arasında kalp krizleri sonrası hasarı onarmak için rejeneratif gen terapisi veya hatta kalp nakline, mevcut hücre terapilerine alternatifler yer alabilir.
Kaynak: MedicalXpress
