Elektronmikroskopisk billede af hjertemuskel. Wellcome Images. Forskere har opdaget, at det menneskelige hjerte fortsætter med at danne nye celler i hele dets levetid. Opdagelsen kan føre til udvikling af nye behandlinger til at fremme regenerering hos mennesker med hjerteproblemer, f.eks. ofre for hjerteanfald.
Videnskabsfolk har længe troet, at organer som hjertet, hjernen og bugspytkirtlen ikke er i stand til at skabe nye celler efter udviklingen. Denne teori er i vid udstrækning baseret på disse organers begrænsede evne til at komme sig efter at være blevet beskadiget af sygdom eller skade. Desuden er primære hjertetumorer meget sjældne, hvilket tyder på begrænset cellevækst i det menneskelige hjerte. Man havde imidlertid ikke direkte målt celledannelseshastigheden i hjertet.
Videnskabsfolk ved Karolinska Instituttet i Sverige og Dr. Bruce Buchholz ved Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) i Californien har udviklet en innovativ måde at løse dette problem på. Deres metode er baseret på den observation, at celler i kroppen indeholder et kulstof-14-“tidsstempel”.
Koncentrationen af kulstof-14 i atmosfæren var relativt stabil indtil den kolde krig, hvor testning af atomvåben over jorden i slutningen af 1950’erne og begyndelsen af 1960’erne forårsagede en stigning på verdensplan. Dette øgede mængden af kulstof-14, der blev inkorporeret i DNA’et hos alle, der levede på Jorden på det tidspunkt. Siden forsøg over jorden er blevet forbudt, er mængden af kulstof-14 i atmosfæren – og dermed den mængde, der er inkorporeret i nye celler – gradvist faldet. Forskere kan nu præcisere, hvornår en celle blev oprettet ved at måle dens koncentration af kulstof-14.
I den nye undersøgelse udførte forskerne kulstof-14-analyser af DNA fra hjertemuskelceller (kardiomyocytter) på LLNL’s National Resource for Biomedical Accelerator Mass Spectrometry, et forskningscenter, der støttes af NIH’s National Center for Research Resources (NCRR). Der blev udtaget vævsprøver fra personer, der var født op til 22 år før starten af atombombesprængningerne.
Forskerne rapporterede i Science den 3. april 2009, at prøvernes kulstof-14-niveauer viste, at celler i det menneskelige hjerte skabes ind i voksenalderen. Forskerne bestemte dernæst hastigheden af hjertecellevæksten over tid ved at måle kulstof-14-DNA-profilen hos personer, der er født både før og efter 1950’ernes forsøg. Matematisk modellering af kulstof-14-dataene viste, at et 50-årigt hjerte stadig indeholder mere end halvdelen af de celler, det havde ved fødslen, men at omsætningen aftager med tiden. Et 25-årigt hjerte udskifter ca. 1 % af alle sine kardiomyocytter i løbet af et år, mens et 75-årigt hjerte udskifter ca. en halv procent.
Disse resultater giver mulighed for, at hvis hjertet producerer flere kardiomyocytter efter et hjerteanfald, kan der udvikles teknikker til at forbedre denne proces og potentielt vende hjerteskader.
“Fordelen ved kardiomyocytgenoprettelse i forhold til de nuværende kliniske behandlinger er muligheden for reparation,” forklarer Buchholz. “Hjerteanfald producerer arvæv, der aldrig fungerer korrekt. Hvis hjertet kunne stimuleres til at reparere skaden med nye celler, kunne genopretningen efter et hjerteanfald blive meget bedre.”
-af Nancy Van Prooyen