Mikrograf elektronowy mięśnia sercowego. Wellcome Images. Badacze odkryli, że ludzkie serce kontynuuje generowanie nowych komórek przez cały okres życia. Odkrycie to może doprowadzić do stworzenia nowych metod leczenia w celu zwiększenia regeneracji u osób z problemami sercowymi, takich jak ofiary zawału serca.
Naukowcy od dawna uważali, że narządy takie jak serce, mózg i trzustka nie są w stanie tworzyć nowych komórek po zakończeniu rozwoju. Teoria ta opiera się w dużej mierze na ograniczonej zdolności tych narządów do regeneracji po uszkodzeniu przez chorobę lub uraz. Ponadto, pierwotne guzy serca są bardzo rzadkie, co sugeruje ograniczony wzrost komórek w ludzkim sercu. Jednak tempo proliferacji komórek w sercu nie było bezpośrednio mierzone.
Naukowcy z Instytutu Karolinska w Szwecji i dr Bruce Buchholz z Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) w Kalifornii opracowali innowacyjny sposób rozwiązania tego problemu. Ich metoda opiera się na obserwacji, że komórki w organizmie zawierają węgiel-14 „znacznik czasu.”
Atmosferyczne stężenie węgla-14 było stosunkowo stabilne do czasów zimnej wojny, kiedy to naziemne testy broni jądrowej w późnych latach 50-tych do wczesnych 60-tych spowodowały skok na całym świecie. To zwiększyło ilość węgla-14, który został włączony do DNA każdego żyjącego na Ziemi w tym czasie. Odkąd zakazano naziemnych testów, ilość węgla-14 w atmosferze, a więc i ilość wprowadzana do nowych komórek, stopniowo spada. Naukowcy mogą teraz ustalić, kiedy powstała komórka, mierząc stężenie węgla-14.
W nowym badaniu naukowcy przeprowadzili analizę węgla-14 w DNA komórek mięśnia sercowego (kardiomiocytów) w LLNL’s National Resource for Biomedical Accelerator Mass Spectrometry, centrum badawczym wspieranym przez NIH’s National Center for Research Resources (NCRR). Próbki tkanek uzyskano od osób urodzonych do 22 lat przed rozpoczęciem testów bomby atomowej.
Badacze donieśli w Science 3 kwietnia 2009 roku, że poziomy węgla-14 w próbkach wykazały, że komórki w ludzkim sercu są tworzone do wieku dorosłego. Następnie naukowcy określili tempo wzrostu komórek serca w czasie, mierząc profil DNA carbon-14 ludzi urodzonych zarówno przed, jak i po testach z 1950 roku. Modelowanie matematyczne danych dotyczących węgla-14 ujawniło, że 50-letnie serce nadal zawiera ponad połowę komórek, które posiadało w chwili narodzin, ale ich obrót spowalnia się z czasem. 25-letnie serce zastępuje około 1% wszystkich swoich kardiomiocytów w ciągu roku, podczas gdy 75-letnie serce zastępuje około pół procenta.
Te odkrycia podnoszą możliwość, że jeśli serce produkuje więcej kardiomiocytów po ataku serca, techniki mogłyby być opracowane w celu wzmocnienia tego procesu i potencjalnie odwrócenia uszkodzenia serca.
„Przewagą regeneracji kardiomiocytów nad obecnymi terapiami klinicznymi jest możliwość naprawy”, wyjaśnia Buchholz. „Zawały serca wytwarzają tkankę bliznowatą, która nigdy nie funkcjonuje prawidłowo. Jeśli serce mogłoby być stymulowane do naprawy uszkodzeń za pomocą nowych komórek, powrót do zdrowia po ataku serca może być znacznie lepszy.”
-by Nancy Van Prooyen
.