211service.com
Mänskligt hjärta växer nya celler
Det mänskliga hjärtat har ett ökänt rykte om att inte kunna läka sig själv, men ny forskning tyder på att det är kapabelt till åtminstone en del självreparation. Med hjälp av koldatering för att mäta hjärtcellernas ålder har forskare funnit att ett lågt antal nya hjärtceller kontinuerligt skapas under en persons liv. Detta ökar möjligheten att vi en dag kanske kan använda droger för att direkt stimulera denna regenerativa förmåga att lappa upp skadade hjärtan, snarare än att förlita oss på celltransplantationsterapier.
Läka hjärtat: Hjärtmuskelceller (visas ovan) kan odlas från mänskliga embryonala stamceller, men ny forskning tyder på att det vuxna hjärtat också kan växa nya celler.
Forskare kan göra nya kardiomyocyter – hjärtmuskelceller – från stamceller i cellkulturexperiment, och bevis för hjärtstamceller har byggt. Men det var hittills oklart om nya hjärtmuskelceller någonsin föds under verkliga förhållanden inuti hjärtat efter födseln.
Ratan Bhardwaj och hans kollegor vid Karolinska Institute i Stockholm, Sverige, använde radiokoldatering, som normalt används för att fastställa åldern på arkeologiska eller geologiska lämningar, för att räkna ut hjärtcellernas ålder jämfört med den kronologiska åldern för personen från vilken de isolerades. För att göra detta utnyttjade teamet kärnvapenprov som gjordes under 1950- och 1960-talen, vilket ledde till en kraftig ökning av radioaktivt kol 14 i atmosfären. Det radioaktiva materialet fångades upp av växter som CO2 och arbetade sig sedan upp i näringskedjan och in i människokroppens DNA. Strax efter att testerna stoppats, sjönk atmosfäriska C14-nivåer igen, vilket ledde till en motsvarande minskning av C14-koncentrationen i mänskligt DNA.
Teamet mätte C14-nivåer i hjärtvävnaden hos tolv avlidna patienter mellan 19 och 73 år vid dödstillfället och fann förhöjda C14 även hos de försökspersoner som hade fötts två decennier innan kärnvapenproven startade, vilket tyder på att det radioaktiva kolet måste ha inkorporerats i hjärtmuskelceller långt efter födseln. På samma sätt stämde inte C14-nivåerna i hjärtat hos yngre patienter med födelseåret utan angav snarare en yngre födelsedag för cellerna. Forskningen publicerades idag i tidskriften Vetenskap .
Jag är väldigt exalterad över hur de har använt den här nya tekniken för att få ut något användbart ur en sådan fruktansvärd miljökatastrof, säger Charles Murry , chef för Center for Cardiovascular Biology vid University of Washington i Seattle, som var medförfattare till en kommentar, också i Vetenskap , om Bhardwajs forskning.
Enligt fynden är hjärtmuskelcellomsättningen långsam jämfört med andra typer av celler och minskar med åldern. Med hjälp av matematisk modellering kom Bhardwaj och kollegor fram till att endast 1 procent av cellerna vanligtvis byts ut per år hos unga vuxna. Denna andel sjunker till endast 0,4 procent vid 75 års ålder. Det betyder att en 55-åring kommer att ha återuppbyggt 45 procent av sitt hjärta sedan födseln. Andra celler i hjärtat, som de som bildar bindväv och blodkärl, förnyas mycket snabbare och byter ut cirka 18 procent varje år. Varför muskelcellsomsättningen ska gå så långsamt är fortfarande okänt.
Bhardwaj och Murry säger båda att upptäckten har stor terapeutisk potential om ett läkemedel kan hittas för att stimulera ökad förnyelse av hjärtceller: Många av oss har arbetat med att sätta in exogena celler [celler från en donator eller andra delar av kroppen] hjärtat, säger Murry. Men med tanke på valet att odla tillbaka mitt eget hjärta eller ta alla dessa celler från någon annanstans, skulle jag välja den farmaceutiska metoden. Inget sådant läkemedel har hittills identifierats.
Alla är dock inte överens om att ett farmaceutiskt tillvägagångssätt är det bästa alternativet. Ett läkemedel kan stimulera en biokemisk väg för grovt, och inom regenerativ medicin måste vi vara mycket försiktiga för att undvika oreglerad celltillväxt som kan orsaka tumörer, säger Joshua Hare , direktör för det interdisciplinära stamcellsinstitutet vid University of Miami Miller School of Medicine. Hare hävdar att det bästa tillvägagångssättet skulle vara att identifiera och rena hjärtstamceller från patienten och förstärka dem i cellodling och sedan sätta tillbaka dem i kroppen på ett kontrollerat sätt. Vissa forskare undersöker redan ett sådant tillvägagångssätt.
Men Hare tror också att det kan finnas ett tredje sätt att utnyttja förnyelsekraften i hjärtats egna celler. Han utvecklar för närvarande terapier som syftar till att läka hjärtskador med stamceller erhållna från benmärg. Det kan vara så att injicering av dessa celler också kan öka aktiviteten hos hjärtstamceller, säger han.