Fredag 2. mai 2014.- Hjerteceller opprettet fra menneskelige embryonale stamceller gjenoppretter vellykkede skadede hjertemuskler hos aper, ifølge en studie. Resultatene fra eksperimentet, som vises i denne onsdagens digitale utgave av 'Natur', antyder at tilnærmingen må være levedyktig hos mennesker, som forfatterne selv påpeker.
"Før denne studien var det ikke kjent om det er mulig å produsere et tilstrekkelig antall av disse cellene og bruke dem med suksess for å gjenopprette musklene til skadede hjerter hos et stort dyr hvis størrelse og fysiologi i hjertet ligner på menneskets hjerte, " sier han. direktøren for teamet som utførte eksperimentet, Charles Murry, professor i patologi og bioingeniørarbeid ved University of Washington (UW), i USA.
Murry, også direktør for Center for Cardiovascular Biology ved UW, håper at denne tilnærmingen kan være klar for kliniske studier på mennesker innen omtrent fire år. I studien induserte denne eksperten, sammen med andre kolleger fra Institute of Stem Cells and Regenerative Medicine ved University of Washington, kontrollerte hjerteinfarkt, en form for hjerteinfarkt, i bedøvede pigtail-makaker.
Infarktene ble opprettet ved å blokkere koronararterien i makak i 90 minutter, en etablert modell for studiet av hjerteinfarkt hos primater. Hos mennesker er hjerteinfarkt vanligvis forårsaket av koronararteriesykdom, slik at mangelen på tilstrekkelig blodstrøm kan skade hjertemuskelen og andre vev og frata dem oksygen.
Siden den infarktede hjertemuskelen ikke vokser igjen, gjør hjerteinfarkt at hjertet er mindre i stand til å pumpe blod og fører ofte til hjertesvikt, den viktigste årsaken til hjerte- og karsykdom. Målet med stamcelleterapi er å erstatte skadet vev med nye hjerteceller og få hjertet som ikke fungerer normalt.
To uker etter eksperimentelle hjerteinfarkt, injiserte forskere i Seattle 1 milliard hjertemuskelceller avledet fra humane embryonale stamceller, kalt kardiomyocytter stammet fra humane embryonale stamceller, i den infarktede muskelen. Dette var en tidobbelt mengde av disse celletypene enn forskerne har klart å generere før.
Immunsuppressiv terapi ble administrert til alle aper for å forhindre avvisning av transplanterte humane celler. Forskere fant at uker senere hjertemuskelceller avledet fra stamceller infiltrerte skadet hjertevev, modnet, samlet seg i muskelfibre og begynte å slå i synk med makakiske hjerteceller, og etter Tre måneder så cellene ut til å ha integrert seg i dyrets hjertemuskulatur.
I gjennomsnitt regenererte de transplanterte stamcellene 40 prosent av det skadede hjertevevet, sier en annen av forfatterne av denne studien, Dr. Michael Laflamme, assisterende professor i patologi ved UW og hvis team var hovedansvarlig for å produsere muskelcellene i erstatning hjerte.
"Resultatene viser at vi nå kan produsere antall celler som er nødvendige for human terapi og få ny hjertemuskeldannelse i en skala som er nødvendig for å forbedre menneskets hjerte, " sier Laflamme.
Ultralydundersøkelser av makakhjerter viste at utstøtningsfraksjonen, en indikasjon på evnen til hjerter til å pumpe blod, ble bedre hos noen av de behandlede dyrene, men ikke i det hele tatt. Forskerne så også at arteriene og venene til makkahjertene ble hjertets nye vev, så det er første gang det vises at blodkarene til et vertsdyr blir og nærer et stort transplantat stamcellederivat av denne typen.
De mest bekymringsfulle komplikasjonene var episoder med uregelmessige hjerterytmer eller arytmier, som skjedde uker etter at makakene fikk stamcelleinjeksjonene, bemerker Murry. Ingen av makakene så imidlertid ut til å ha symptomer i løpet av disse episodene, som forsvant etter to eller tre uker etter hvert som stamcellene modnet og ble mer elektrisk stabile.
I fremtiden vil disse UW-forskerne arbeide for å redusere risikoen for arytmier, kanskje ved å bruke elektrisk mer modne stamceller. De vil også prøve å definitivt vise at stamcellene virkelig styrker pumpekraften i hjertet. "Disse cellene har forbedret mekanisk funksjon i alle andre arter de er testet i, så vi var optimistiske om at de også ville gjort det i denne modellen, " avslutter Murry.
Kilde:
Tags:
Ordliste Annerledes Cut-And-Barn
"Før denne studien var det ikke kjent om det er mulig å produsere et tilstrekkelig antall av disse cellene og bruke dem med suksess for å gjenopprette musklene til skadede hjerter hos et stort dyr hvis størrelse og fysiologi i hjertet ligner på menneskets hjerte, " sier han. direktøren for teamet som utførte eksperimentet, Charles Murry, professor i patologi og bioingeniørarbeid ved University of Washington (UW), i USA.
Murry, også direktør for Center for Cardiovascular Biology ved UW, håper at denne tilnærmingen kan være klar for kliniske studier på mennesker innen omtrent fire år. I studien induserte denne eksperten, sammen med andre kolleger fra Institute of Stem Cells and Regenerative Medicine ved University of Washington, kontrollerte hjerteinfarkt, en form for hjerteinfarkt, i bedøvede pigtail-makaker.
Infarktene ble opprettet ved å blokkere koronararterien i makak i 90 minutter, en etablert modell for studiet av hjerteinfarkt hos primater. Hos mennesker er hjerteinfarkt vanligvis forårsaket av koronararteriesykdom, slik at mangelen på tilstrekkelig blodstrøm kan skade hjertemuskelen og andre vev og frata dem oksygen.
Siden den infarktede hjertemuskelen ikke vokser igjen, gjør hjerteinfarkt at hjertet er mindre i stand til å pumpe blod og fører ofte til hjertesvikt, den viktigste årsaken til hjerte- og karsykdom. Målet med stamcelleterapi er å erstatte skadet vev med nye hjerteceller og få hjertet som ikke fungerer normalt.
To uker etter eksperimentelle hjerteinfarkt, injiserte forskere i Seattle 1 milliard hjertemuskelceller avledet fra humane embryonale stamceller, kalt kardiomyocytter stammet fra humane embryonale stamceller, i den infarktede muskelen. Dette var en tidobbelt mengde av disse celletypene enn forskerne har klart å generere før.
Immunsuppressiv terapi ble administrert til alle aper for å forhindre avvisning av transplanterte humane celler. Forskere fant at uker senere hjertemuskelceller avledet fra stamceller infiltrerte skadet hjertevev, modnet, samlet seg i muskelfibre og begynte å slå i synk med makakiske hjerteceller, og etter Tre måneder så cellene ut til å ha integrert seg i dyrets hjertemuskulatur.
REGENERASJON AV 40 PROSENT AV DAMAGERT STOFF
I gjennomsnitt regenererte de transplanterte stamcellene 40 prosent av det skadede hjertevevet, sier en annen av forfatterne av denne studien, Dr. Michael Laflamme, assisterende professor i patologi ved UW og hvis team var hovedansvarlig for å produsere muskelcellene i erstatning hjerte.
"Resultatene viser at vi nå kan produsere antall celler som er nødvendige for human terapi og få ny hjertemuskeldannelse i en skala som er nødvendig for å forbedre menneskets hjerte, " sier Laflamme.
Ultralydundersøkelser av makakhjerter viste at utstøtningsfraksjonen, en indikasjon på evnen til hjerter til å pumpe blod, ble bedre hos noen av de behandlede dyrene, men ikke i det hele tatt. Forskerne så også at arteriene og venene til makkahjertene ble hjertets nye vev, så det er første gang det vises at blodkarene til et vertsdyr blir og nærer et stort transplantat stamcellederivat av denne typen.
De mest bekymringsfulle komplikasjonene var episoder med uregelmessige hjerterytmer eller arytmier, som skjedde uker etter at makakene fikk stamcelleinjeksjonene, bemerker Murry. Ingen av makakene så imidlertid ut til å ha symptomer i løpet av disse episodene, som forsvant etter to eller tre uker etter hvert som stamcellene modnet og ble mer elektrisk stabile.
I fremtiden vil disse UW-forskerne arbeide for å redusere risikoen for arytmier, kanskje ved å bruke elektrisk mer modne stamceller. De vil også prøve å definitivt vise at stamcellene virkelig styrker pumpekraften i hjertet. "Disse cellene har forbedret mekanisk funksjon i alle andre arter de er testet i, så vi var optimistiske om at de også ville gjort det i denne modellen, " avslutter Murry.
Kilde:
