Geeniülekanne parandab loomade vananevate südamete tööd

Geeniülekanne parandab loomade vananevate südamete tööd
Geeniülekanne parandab loomade vananevate südamete tööd
Anonim

Massachusettsi üldhaigla (MGH) teadlased on näidanud, et vananevate rottide südamefunktsiooni on võimalik parandada, viies geeniteraapia meetodite abil südamelihasesse võtmegeeni lisakoopiaid. 22. veebruari väljaandes Circulation teatas töörühm, et geeni SERCA2a täiendavate koopiate ülekandmine otse vananevate rottide südametesse leevendas vananevate südamete tüüpilist funktsionaalset kõrvalekallet, mida nimetatakse diastoolseks düsfunktsiooniks, mis on südamelihase võimetus normaalselt lõõgastuda. Varasemad uuringud loomadega ja inimese südamelihase rakkudega on näidanud, et SERCA2a suurendamine võib parandada funktsiooni tegeliku südamepuudulikkuse korral, kuid see uuring on esimene, mis näitab, et geeniekspressiooni muutmine võib parandada tavalise vananemisega seotud sagedasemaid südamehäireid.

"Kuna meie elanikkond järgmistel aastatel jätkuv alt vananeb, teame, et hakkame nägema üha rohkem südamepuudulikkusega inimesi, mis on juba praegu üle 65-aastaste inimeste sagedasem haiglaravi põhjus selles riigis. "ütleb paberi vanemautor Roger Hajjar, MGH südame-veresoonkonna uurimiskeskuse (CVRC) MD. "Teadmised, et SERCA2a geeniekspressiooni suurendamine võib parandada vananeva südame funktsiooni, annab meile sihtmärgi teraapiatele, mis võivad takistada inimestel südamepuudulikkuseni arenemast."

Hajjar lisab, et sellised ravimeetodid võivad põhineda uutel ravimitel, mis võivad mõjutada SERCA2a poolt juhitavat protsessi, või kasutada uusi geeniteraapia meetodeid manustamisvektoritega, millest mõned on praegu väljatöötamisel ja mis tõotavad olla tõhusamad ja ohutumad kui selles uuringus kasutatud adenoviirusel põhinev süsteem. Ta rõhutab ka, et pole sugugi kindel, et need loomade tulemused kanduvad üle inimpatsientidele ning et praeguste leidude kontrollimiseks ja järelmeetmete võtmiseks on vaja täiendavaid uuringuid.

Südame paispuudulikkuse korral on südamelihas nõrgenenud ega suuda tõhus alt pumbata, võimaldades vedelikel vereringesüsteemi ja mõnikord ka kopsudesse tagasi voolata. Südamepuudulikkus on arenenud maailmas kasvav terviseprobleem, igal aastal diagnoositakse USA-s rohkem kui 400 000 inimest. Kui südame isheemiatõvesse suremus on viimastel aastatel vähenenud, on südamepuudulikkusest tingitud surmajuhtumite arv tõusuteel – aastatel 1979–1995 on see enam kui kahekordistunud.

Tõelise südamepuudulikkuse korral toimib nõrgenenud südamelihas halvasti kogu südamelöögi tsükli vältel – nii kontraktsiooni (süstoolse) kui ka lõõgastumise (diastoolse) faasis. Märkimisväärsel hulgal vanematel inimestel (40 protsenti üle 60-aastastest) aga tõmbub süda normaalselt kokku, kuid lõõgastusfaas on ebanormaalne, seda probleemi nimetatakse diastoolseks düsfunktsiooniks. Nendel patsientidel ilmnevad mõned kongestiivse südamepuudulikkuse sümptomid ja paljudel tekib täielik sündroom.

On hästi teada, et ebaõnnestunud südamed ei talu korralikult k altsiumi, mineraali, mis mängib võtmerolli mis tahes lihasraku kokkutõmbumisel.Raku sees säilitatakse k altsiumi struktuuris, mida nimetatakse sarkoplasmaatiliseks retikulumiks (SR); kui see vabaneb vastusena sobivatele signaalidele, põhjustab k altsium lihasrakkude kokkutõmbumist. Pärast kokkutõmbumist naaseb k altsium molekulaarse k altsiumipumba, SERCA2a valgu, kaudu SR-i. Varasemad uuringud MGH-s ja mujal näitasid kindl alt, et SERCA2a pumba vähenenud funktsioon oli seotud südamepuudulikkuse ja diastoolse düsfunktsiooniga. Kuigi hiljutised uuringud toetavad hüpoteesi, et SERCA2a geeni suurenev ekspressioon võib parandada südamepuudulikkuse funktsiooni, ei ole veel testitud, kas sama strateegia võib leevendada diastoolset düsfunktsiooni.

Käesolevas uuringus viidi standardsesse eksperimentaalsesse viirusvektorisse sisestatud SERCA2a geeni täiendavad koopiad kirurgiliselt siirdatud kateetri kaudu otse eakate (26 kuu vanuste) rottide südamesse. Võrdluseks kasutati veel kolme rühma rotte: vanad rotid, kes läbisid sarnase operatsiooni ilma vektorit saamata; vanuses rotid, kes said vektorit ilma SERCA2a geenita, ja täiskasvanud rotid (6 kuu vanused), kellele tehti operatsioon, kuid ei saanud vektorit.

Kaks päeva pärast protseduure mõõdeti SERCA2a valgu taset ja aktiivsust ning mitmesuguseid südamefunktsioone. Mõlemal ealiste rottide rühmal, kes ei saanud SERCA2a geeni, ilmnesid täiskasvanud rottidega võrreldes tüüpilised lõdvestuse häired, kuid süstoolse funktsiooni kõrvalekaldeid ei esinenud. Nendel eakatel rottidel, kes said SERCA2a geeni, paranes diastoolne funktsioon märkimisväärselt, kuigi mõned mõõtmised ei taastunud täiskasvanud rottidel täheldatud tasemele.

"Praegu on diastoolse düsfunktsiooni ravivõimalused väga piiratud, " ütleb Hajjar. "Need tulemused viitavad võimalikele võimalustele, kuidas ravida seda väga olulist probleemi, mis tuleneb pigem vananemisprotsessist endast kui konkreetsest haigusest."

Hajjari kaasautorid on Ulrich Schmidt, MD, PhD, esimene autor; Federica del Monte, MD, PhD; Michael Miyamoto, MD; Takashi Matsui, MD, PhD ja Anthony Rosenzweig, MD, kõik MGH CVRC; ja Judith Gwathmey, VMD, PhD, Bostoni ülikooli meditsiinikeskusest.Tööd toetasid riiklikud tervishoiuinstituutid, Doris Duke'i heategevusfond ja Ameerika vananemisuuringute föderatsioon.

Populaarne teema