Η παραγωγή ώριμων και βιώσιμων κυττάρων καρδιακού μυός από βλαστικά κύτταρα ανθρώπου ή ζώου έχει αποδειχθεί δύσκολη για τους βιολόγους. Τώρα, ερευνητές του Πανεπιστημίου Johns Hopkins αναφέρουν επιτυχία στην εμφύτευση βλαστικών κυττάρων (που λαμβάνονται από υγιή ενήλικα αρουραίο ή από αρουραίο με καρδιοπάθεια) σε καρδιές νεογέννητων αρουραίων.
Οι ερευνητές λένε ότι η καρδιά του ζώου-ξενιστή παρέχει τα βιολογικά σήματα και τη χημική ενίσχυση που απαιτείται από τα εμφυτευμένα ανώριμα κύτταρα του καρδιακού μυός ώστε να προχωρήσουν και να ξεπεράσουν τον αναπτυξιακό αποκλεισμό που σταματά παραδοσιακά την ανάπτυξή τους σε τρυβλία καλλιέργειας στο εργαστήριο ή σε φιάλες.
Η εργασία δημοσιεύθηκε στο Cell Reports, και οι ερευνητές λένε ότι η μέθοδός τους θα πρέπει να βοηθήσει εκ των προτέρων μελέτες για το πώς εξελίσσονται οι καρδιοπάθειες, σε συνδυασμό με την ανάπτυξη νέων διαγνωστικών εργαλείων και θεραπειών. «Θεωρούμε ότι η χρήση ενός ζωντανού ζώου ξενιστή για να επιτρέψει την ωρίμανση των μυοκαρδιακών κυττάρων μπορεί να επεκταθεί και σε άλλους τομείς της έρευνας των βλαστοκυττάρων και πραγματικά ανοίγει νέες οδούς στην ανάπτυξη των βλαστοκυττάρων», λέει ο Chulan Kwon, Ph.D., αναπληρωτής καθηγητής της ιατρικής στο Johns Hopkins University School of Medicine του Ινστιτούτου Κυτταρικής Μηχανικής, ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης.
Σύμφωνα με τον Kwon, παραδοσιακά δεν είχε καταστεί δυνατή η εξέλιξη των μυοκαρδιακών κυττάρων πέρα από το χαρακτηριστικό στάδιο της ανάπτυξης των νεογνών, ακόμα και όταν τα αφήναμε να ωριμάσουν σε τρυβλία για ένα χρόνο. Αυτά τα καρδιακά κύτταρα νεογνών, ο Kwon εξηγεί, είναι μικρότερα και πιο στρογγυλεμένα από τα ώριμα καρδιακά κύτταρα ενηλίκων και ασκούν ελάχιστο έργο άντλησης. Ως αποτέλεσμα, προσθέτει, δεν αποτελούν το καλύτερο μοντέλο για μυοκαρδιοπάθειες ούτε και μιμούνται με ακρίβεια την βιολογία και τη χημεία του καρδιακού ιστού του ενήλικα.
Η ομάδα του Kwon πρόσφατα έδειξε ότι τα κύτταρα που διατηρούνται και αναπτύσσονται στο εργαστήριο σε τρυβλία δεν εμφάνιζαν ενεργοποίηση των κατάλληλων γονιδίων που απαιτούνται για μεταβούν στην ωριμότητα, ένα φαινόμενο που αποδίδεται στις τεχνητές συνθήκες της κυτταροκαλλιέργειας. Αλλά επίσης διαπιστώθηκε ότι εκείνα τα γονίδια ήταν παρόμοια με εκείνα που ενεργοποιούνται στις καρδιές νεογέννητων αρουραίων.
Οι ερευνητές συνέκριναν 312 γονίδια σε μεμονωμένα κύτταρα ποντικού που αναπτύχθηκαν σε καρδιές αρουραίων με τα γονίδια που ανευρίσκονται σε ανώριμα κύτταρα καρδιάς και σε κύτταρα καρδιακού μυός ενήλικα. Βρήκαν ότι τα κύτταρα που αναπτύχθηκαν στις καρδιές αρουραίων είχαν περισσότερα κοινά με τα κύτταρα ενηλίκων. Η ομάδα Kwon μεταφύτευσε ανθρώπινα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα σε καρδιές νεογέννητων αρουραίων. Στη συνέχεια οι ερευνητές χρησιμοποίησαν πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα από έναν ασθενή με αρρυθμιογόνο μυοκαρδιοπάθεια δεξιάς κοιλίας (ARVC), μια κληρονομική μορφή καρδιοπάθειας. Μετά από ένα μήνα ανάπτυξης των ανθρωπίνων ανώριμων καρδιακών κυττάρων ARVC στην καρδιά αρουραίου, τα κύτταρα άρχισαν να επιδεικνύουν τις ιδιότητες του καρδιακού ιστού από ασθενείς με τη νόσο, αναφέρει ο Kwon.