elektronmikroskopisk bild av hjärtmuskel. Wellcome Images. Forskare har upptäckt att det mänskliga hjärtat fortsätter att generera nya celler under hela sin livstid. Upptäckten kan leda till skapandet av nya behandlingar för att öka regenerationen hos personer med hjärtproblem, t.ex. offer för hjärtattacker.
Vetenskapsmän har länge trott att organ som hjärtat, hjärnan och bukspottkörteln inte kan skapa nya celler efter utvecklingen. Denna teori bygger till stor del på dessa organs begränsade förmåga att återhämta sig efter att ha skadats av sjukdom eller skada. Dessutom är primära hjärttumörer mycket sällsynta, vilket tyder på begränsad celltillväxt i det mänskliga hjärtat. Cellförökningshastigheten i hjärtat hade dock inte mätts direkt.
Vetenskapsmän vid Karolinska institutet i Sverige och dr Bruce Buchholz vid Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) i Kalifornien har utvecklat ett innovativt sätt att lösa detta problem. Deras metod bygger på observationen att celler i kroppen innehåller en ”tidsstämpel” av kol-14.
Koncentrationen av kol-14 i atmosfären var relativt stabil fram till det kalla kriget, då testning av kärnvapen ovan jord i slutet av 1950-talet och början av 1960-talet orsakade en ökning över hela världen. Detta ökade mängden kol-14 som införlivades i DNA:t hos alla som levde på jorden vid den tiden. Sedan testning ovan jord förbjöds har mängden kol-14 i atmosfären – och därmed den mängd som införlivas i nya celler – gradvis minskat. Forskare kan nu fastställa när en cell skapades genom att mäta dess koncentration av kol-14.
I den nya studien utförde forskarna kol-14-analyser av DNA från hjärtmuskelceller (kardiomyocyter) vid LLNL:s National Resource for Biomedical Accelerator Mass Spectrometry, ett forskningscenter som stöds av NIH:s National Center for Research Resources (NCRR). Vävnadsproverna togs från personer som var födda upp till 22 år innan kärnvapentesterna inleddes.
Forskarna rapporterade i Science den 3 april 2009 att provernas kol-14-nivåer visade att cellerna i människans hjärta skapas in i vuxen ålder. Forskarna fastställde därefter hastigheten av hjärtcellstillväxten över tid genom att mäta kol-14-dna-profilen hos personer som är födda både före och efter 1950-talets tester. Matematisk modellering av kol-14-data visade att ett 50-årigt hjärta fortfarande innehåller mer än hälften av de celler det hade vid födseln, men att omsättningen avtar med tiden. Ett 25-årigt hjärta byter ut ungefär 1 procent av alla sina kardiomyocyter under loppet av ett år, medan ett 75-årigt hjärta byter ut ungefär en halv procent.
Dessa fynd ger upphov till möjligheten att, om hjärtat producerar fler kardiomyocyter efter en hjärtinfarkt, tekniker skulle kunna utvecklas för att förstärka den processen och potentiellt vända hjärnskador.
”Fördelen med kardiomyocytregenerering jämfört med nuvarande kliniska behandlingar är möjligheten till reparation”, förklarar Buchholz. ”Hjärtattacker ger upphov till ärrvävnad som aldrig fungerar som den ska. Om hjärtat kan stimuleras att reparera skadan med nya celler kan återhämtningen efter en hjärtattack bli mycket bättre.”
av Nancy Van Prooyen