elektronimikroskooppikuva sydänlihaksesta. Wellcome Images. Tutkijat ovat havainneet, että ihmisen sydän jatkaa uusien solujen tuottamista koko elinkaarensa ajan. Löydös voi johtaa uusien hoitomuotojen luomiseen, joilla voidaan tehostaa sydämen uusiutumista ihmisillä, joilla on sydänongelmia, kuten sydänkohtauksen uhreilla.
Tutkijat ovat pitkään ajatelleet, että sydämen, aivojen ja haiman kaltaiset elimet eivät kykene luomaan uusia soluja kehityksensä jälkeen. Tämä teoria perustuu pitkälti näiden elinten rajalliseen kykyyn toipua sairauden tai vamman aiheuttamien vaurioiden jälkeen. Lisäksi primaariset sydänkasvaimet ovat hyvin harvinaisia, mikä viittaa rajoitettuun solujen kasvuun ihmisen sydämessä. Solujen lisääntymisnopeutta sydämessä ei kuitenkaan ollut mitattu suoraan.
Ruotsalaisen Karoliinisen instituutin tutkijat ja Kaliforniassa sijaitsevan Lawrence Livermore National Laboratoryn (LLNL) tohtori Bruce Buchholz ovat kehittäneet innovatiivisen tavan ratkaista tämä ongelma. Heidän menetelmänsä perustuu havaintoon, jonka mukaan elimistön soluissa on hiili-14:n ”aikaleima”.
Hiili-14:n pitoisuus ilmakehässä oli suhteellisen vakaa kylmään sotaan asti, jolloin maanpäälliset ydinasekokeet 1950-luvun lopulla ja 1960-luvun alkupuolella aiheuttivat maailmanlaajuisen piikin. Tämä lisäsi hiili-14:n määrää, joka sisältyi kaikkien maapallolla tuolloin eläneiden DNA:han. Sen jälkeen, kun maanpäälliset kokeet kiellettiin, hiili-14:n määrä ilmakehässä – ja siten myös uusiin soluihin sisältyvän hiili-14:n määrä – on vähitellen vähentynyt. Tutkijat voivat nyt määrittää solun syntyajankohdan mittaamalla sen hiili-14-pitoisuuden.
Uudessa tutkimuksessa tutkijat tekivät hiili-14-analyysejä sydänlihassoluista (kardiomyosyyteistä) peräisin olevasta DNA:sta LLNL:n kansallisessa biolääketieteellisen kiihdytinmassaspektrometrian resurssissa (National Resource for Biomedical Accelerator Mass Spectrometry), joka on NIH:n kansallisten tutkimusresurssien kansallisen tutkimuskeskuksen (National Center for Research Resources, NCRR) tukema tutkimuskeskus. Kudosnäytteet saatiin ihmisiltä, jotka olivat syntyneet jopa 22 vuotta ennen ydinpommikokeiden alkamista.
Tutkijat raportoivat Science-tiedelehdessä 3. huhtikuuta 2009, että näytteiden hiili-14-pitoisuudet osoittivat, että ihmissydämen soluja syntyy aikuisuuteen asti. Seuraavaksi tutkijat määrittivät sydänsolujen kasvunopeuden ajan myötä mittaamalla sekä ennen 1950-luvun testejä että niiden jälkeen syntyneiden ihmisten hiili-14-dna-profiilin. Hiili-14-datan matemaattinen mallintaminen osoitti, että 50-vuotiaassa sydämessä on edelleen yli puolet siitä määrästä soluja, joka sillä oli syntyessään, mutta vaihtuvuus hidastuu ajan myötä. 25-vuotias sydän vaihtaa vuoden aikana noin yhden prosentin kaikista kardiomyosyyteistään, kun taas 75-vuotias sydän vaihtaa noin puoli prosenttia.
Nämä havainnot herättävät mahdollisuuden, että jos sydän tuottaa sydänkohtauksen jälkeen enemmän kardiomyosyyttejä, voitaisiin kehittää tekniikoita, joilla tätä prosessia voitaisiin tehostaa ja mahdollisesti kääntää sydänvaurio takaisin.
”Kardiomyosyyttien regeneraation etuna nykyisiin kliinisiin hoitomuotoihin nähden on korjausmahdollisuus”
, Buchholz kertoo. ”Sydänkohtaukset tuottavat arpikudosta, joka ei koskaan toimi kunnolla. Jos sydäntä voitaisiin stimuloida korjaamaan vauriot uusilla soluilla, sydänkohtauksesta toipuminen voisi parantua huomattavasti.”
– Nancy Van Prooyen