Zawał mięśnia sercowego jest jedną z głównych przyczyn zgonów na świecie. Nie każde tego typu zdarzenie jest śmiertelne, ale po każdym nasze serce już nie wygląda tak samo. Jest to spowodowane faktem, że kardiomiocyty (komórki sercowe) nie regenerują się po uszkodzeniu. W miejscu utraconych kardiomiocytów pojawia się tkanka bliznowata, która nie pełni żadnej biologicznej funkcji, poza wypełnianiem ubytku.
W przypadku zawału serca, ważna jest szybka interwencja – współczesna chirurgia i nowoczesne leki, znacznie poprawiły przeżywalność po tego typu zdarzeniach. Mimo tego, długotrwałe skutki nieodwracalnie uszkodzonej tkanki sercowej są poważne, a 5-letni wskaźnik śmiertelności u osób po zawale jest nadal wysoki.
Ciekawy pomysł, jak naprawić kardiomiocyty po zawale serca, opisano w ACS Nano. Opiera się on na wykorzystaniu minimalnie inwazyjnego sprayu egzosomowego, który pomaga wypełnić ubytek w tkance serca.
Jak naprawić serce po zawale?
Pierwszym, co przychodzi na myśl w przypadku wypełnienia ubytku w sercu po zawale, wydaje się być terapia z wykorzystaniem komórek macierzystych. Owszem, są one w stanie rozwinąć się w funkcjonalne kardiomiocyty, ale taka ingerencja jest wysoce ryzykowna. Mogą wywołać reakcję zapalną lub rozrosnąć się w sposób niekontrolowany, umożliwiając powstanie nowotworu.
Dlatego naukowcy pod kierownictwem Yafenga Zhou postanowili spróbować czegoś innego. Zamiast wprowadzać same komórki macierzyste, zdecydowali się na wstrzyknięcie produkowanych przez nie egzosomów.
Egzosomy to sferyczne pęcherzyki błonowe uwalniane przez niemal przez wszystkie typy komórek – także macierzyste. Zawierają one ich białka, lipidy i kwasy nukleinowe – są więc w stanie odpowiednio “odżywić” tkankę, do której docierają. Niestety, egzosomy wydzielane przez komórki macierzyste są naturalnie nietrwałe – często ulegają rozpadowi, zanim zdążą wywołać efekty terapeutyczne. Stworzono nawet specjalne rusztowanie, które pomaga wszczepionym egzosomom przetrwać dłużej, ale i tak trzeba umieścić je w klatce piersiowej, podczas operacji na otwartym sercu.
Zespół Yafenga Zhou opracował roztwór egzosomów, który mógłby być rozpylany bezpośrednio na serce przez niewielkie nacięcie, pozwalając uniknąć poważnej operacji.
Przełom w kardiologii?
W sprayu zmieszano egzosomy z mezenchymalnych komórek macierzystych (pochodzących ze szpiku kostnego) z fibrynogenem, czyli białkiem biorącym udział w krzepnięciu krwi. Roztwór został umieszczony w strzykawce, w której był już roztwór innego czynnika krzepnięcia – trombiny. Po rozpyleniu roztworów na serce szczura przez małe nacięcie w klatce piersiowej, płyny zmieszały się i utworzyły specjalny żel, który osiadł na sercu (w wyniku reakcji fibrynogenu z trombiną). Wyniki takiej terapii były obiecujące.
Spray z egzosomami rozpylony na serce szczurów po zawale powodował lepsze gojenie ran i zwiększał ekspresję korzystnych białek regeneracyjnych bardziej niż egzosomy wstrzyknięte bezpośrednio w serce. U świń spray wywoływał mniej poważnych reakcji zapalnych i mniejszy stres mechaniczny niż operacja na otwartej klatce piersiowej.
Badacze są przekonani, że spray jest obiecującą strategią dostarczania terapeutycznych egzosomów i może zainicjować rewolucję nie tylko w kardiologii, ale i innych dziedzinach medycyny.
