Olaf Bergmann. Kredit: Karolinska Institutet

Pro řadu živočichů není náhrada zničených buněk srdeční svaloviny velký problém. Zvládají to ryby, obojživelníci, a dokonce i někteří savci, např. afričtí hlodavci bodlinatky z rodu Acomys. Homo sapiens mezi savce s dokonalou regenerací srdce bohužel nepatří. Po infarktu se nám hojí srdeční svalovina z valné části vazivovou jizvou, která srdci nedovoluje podávat plný výkon.

V srdci dospělého člověka si kardiomyocyty uchovávají schopnost regenerace s roční mírou obnovy okolo 0,5 %. Terapie pomocí zařízení na podporu levé komory ji zvyšuje 6násobně. Kredit snímku srdeční svaloviny: Regents of University of Michigan Medical School, CC BY 3.0

Hodně dlouho se věřilo, že srdce má skrytý regenerační potenciál díky kmenovým buňkám. V současné době ale mezi odborníky převládá názor, že srdce je jedním z mála orgánů, který v dospělosti kmenové buňky postrádá.

Tým vedený Olafem Bergmannem ze stockholmské Karolinska Institutet nyní zjistil, že po těžkém srdečním selhání je schopnost hojení srdce tvorbou nových buněk dokonce dramaticky snížená. Při léčbě podpůrnou srdeční pumpou se však výrazně zvýší a je dokonce vyšší než u zdravého srdce. Vyplývá to z nové studie zveřejněné v lékařském časopise Circulation.

Jonas Frisén. Kredit: Karolinska Institutet

Pumpa spouští regeneraci

Pacientům v pokročilém stádiu srdečního selhání dnes může ulevit chirurgicky implantovaná pumpa. Zařízení podporuje levou srdeční komoru a pomáhá rozvádět krev po těle. Bergmann a spol. s překvapením zjistili, že se u pacientů s podpůrnou pumpou nastartuje regenerace srdečního svalu, a to rychlostí šestkrát vyšší než u zdravého srdce.

„Naše výsledky naznačují existenci skrytého klíče k nastartování vlastního opravného mechanismu srdce," říká Olaf Bergmann.

Mechanismus razantního pozitivního účinku pumpy na regeneraci srdeční svaloviny je stále neznámý a zatím neexistuje žádná hypotéza, která by jej vysvětlila.

S velkou dávkou ironie rozlišit staré a nové buňky v srdečním svalu umožnily pokusy s jadernými zbraněmi. Respektive až jejich zákaz v roce 1963. Na obrázku test jaderné bomby v Nevadě. Kredit: Nevada Site Office Photo Library.

„Těžko říct. Ze získaných dat jsme nedokázali vyčíst vysvětlení. Proto budeme pokračovat ve studiu tohoto procesu na buněčné a molekulární úrovni," vysvětluje Olaf Bergmann.

Objev Bergmannova týmu otevírá nové možnosti pro vývoj terapií určených pacientům s vážnými srdečními onemocněními. Pokud by se podařilo regenerační proces spustit uměle, mohl by se zlepšit zdravotní stav mnoha lidí trpících nedostatečnou účinností práce srdečního svalu. Pacienti by tak nebyli odkázáni na transplantaci srdce nebo na dlouhodobou mechanickou podporu různými typy pomocných pump.

„Svítá nám naděje na určité urychlení zotavovacího procesu po srdeční příhodě," dodává Olaf Bergmann.

Jak odlišit staré od nového

Výzkum tohoto typu se potýká s problémem stanovení stáří buněk. To je rozhodující pro určení, zda buňky vznikly po zákroku, nebo zda se nacházely v srdci už před ním.

Jonas Frisén z Karolinska Institutet vyvinul metodu, která odlišení starých buněk od nových dovoluje, a použil ji ke stanovení rychlosti obnovy svalových buněk v srdci. Metoda je založena na skutečnosti, že procento radioaktivního uhlíku v atmosféře a potažmo i v našich buňkách se od zákazu zkoušek jaderných zbraní v roce 1963 neustále snižuje. Každý další rok je v nově vytvořených buňkách o něco méně radioaktivity, což znamená, že mohou být „datovány“. Touto metodou dokázal Bergmann se svými spolupracovníky jednoznačně prokázat prudký nárůst nových buněk v srdcích pacientů s podpůrnou pumpou a stejně tak i silně snížený počet nových buněk v srdcích pacientů, kteří pumpu neměli.

Pramen:

Derks, W., Rode, J., Collin, S., Rost, F., Heinke, P., Hariharan, A., ... & Bergmann, O. (2023). A latent cardiomyocyte regeneration potential in human heart disease. Circulation https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.123.067156