Kalp kası bir kalp krizinden sonra geri büyüyor — insanlarda ilk kez doğrulandı

Bir kalp krizi, etkilenen odacıklardaki kas hücrelerinin ortalama olarak yaklaşık üçte birini yok eder. Bu kaybın her zaman kalıcı olduğu kabul ediliyordu. Karaciğerin ya da derinin aksine kalp kasının, büyük bir hasarın götürdüklerini yerine koyma kapasitesinin neredeyse hiç olmadığı düşünülüyordu. Hasar görmüş kalp dokusunun üzerinde oluşan skar dokusu, hikâyenin son bölümü sayılıyordu.

Meğerse başka bir bölüm daha varmış. Sydney Üniversitesi araştırmacıları, bypass ameliyatı sırasında hastalardan alınan canlı kalp dokusuyla çalışarak, daha önce yalnızca farelerde görülen şeyi doğruladı: Kalp krizi sonrasında insan kalbi yeni kas hücreleri üretmeye başlıyor.

Bu bulgu, kalbin kendisini iyileştirdiği anlamına gelmiyor. Yenilenme yanıtı, hasarın boyutunu telafi edemeyecek kadar küçük. Ancak bu kapasitenin varlığının kanıtlanması, araştırmacıların hedef alabileceği şeyleri değiştiriyor ve bir tedavinin bir gün kalbin zaten yapmaya çalıştığı bu süreci güçlendirebileceği ihtimalini doğuruyor.

Önerilen okumaBeynin destek hücreleri değiştirilemez sanılıyordu — yetişkin beyin onları değiştiriyor

Bunu nasıl ölçtüler

İnsan kalp dokusunu incelemenin zorluğu her zaman bir zamanlama sorunuydu. Otopsi örneği laboratuvara ulaşana kadar aktif hücre bölünmesine ilişkin moleküler sinyaller büyük ölçüde kayboluyor. Çalışmanın ilk yazarı ve Baird Institute for Applied Heart and Lung Research araştırmacısı Dr. Robert Hume, canlı hastalardan doku toplayan bir örnekleme yaklaşımı geliştirerek bu sorunun çözülmesine yardımcı oldu.

Sydney’deki Royal Prince Alfred Hospital’da bypass ameliyatı geçiren ve onam veren hastalar, işlem sırasında kalplerinin hem hasarlı hem de hasarsız bölgelerinden küçük doku örnekleri alınmasını kabul etti. Örnekler, biyolojik aktiviteyi olduğu yerde sabitleyen sıvı nitrojen kullanılarak on beş dakika içinde koruma altına alındı. Otopsi materyalinde imkânsız olan bu düzeydeki doğruluk, ekibin önceki çalışmaların gözden kaçırdığı şeyi saptamasını sağladı: Enfarktüs geçirmiş hastaların kalplerinde kardiyomiyosit mitozunda — kas hücrelerinin bölünüp çoğalması sürecinde — istatistiksel olarak anlamlı bir artış.

Dr. Hume, “Enfarktüslü insan kalplerinde kardiyomiyosit mitozunda istatistiksel olarak anlamlı bir artış gösterebildik” dedi. Bilim insanları daha önce farelerde aynı etkiyi gözlemlemişti. Bunun doğrudan insan dokusunda belgelendiği ilk kez bu çalışma oldu.

Kalp krizleri gerçekte neyi yok eder

Yenilenme sinyali sınırlı olsa bile bu bulgunun neden önemli olduğunu sorunun ölçeği açıklıyor. Ağır bir kalp krizi, kalbin atması ve odacıklar arasındaki zamanlamayı koordine etmesi için ihtiyaç duyduğu hücreler olan bir milyar kadar kardiyomiyositi ortadan kaldırabilir. Hayatta kalan kas dokusu, çoğu zaman gerilerek bunu telafi etmek zorunda kalır. Yıllar içinde bu telafi mekanizması başarısız olur. Kalp büyür, zayıflar ve vücudun geri kalanına kan pompalama kapasitesi azalır.

Bu son nokta kalp yetmezliğidir ve bunun kolay bir çözümü yoktur. Yalnızca Avustralya’da yaklaşık 144.000 kişi bu durumla yaşıyor. Nakil şu anda tek kesin tedavi ve ülkede her yıl yaklaşık 115 böyle işlem gerçekleştiriliyor. İhtiyaç ile arz arasındaki fark yalnızca cerrahiyle kapatılamaz.

Kardiyovasküler hastalıklar dünya genelinde başlıca ölüm nedeni olmaya devam ediyor. Kalp krizinden sonraki olasılıkları — küçük de olsa — değiştiren herhangi bir tedavi, on milyonlarca kişiye ulaşırdı.

Bu neden soruyu kesin olarak yanıtlamıyor

Kalbin doğal yenilenme yanıtı, şu anki anlayışımıza göre onu tetikleyen hasara yetişemiyor. Büyük bir enfarktüsün neden olduğu hücre ölümü, kalbin yanıt olarak ürettiği yeni kardiyomiyositlerin sayısını çok aşıyor. Dr. Hume bunu doğrudan kabul etti: Yenilenme yanıtı gerçek olmakla birlikte, kalbin skar dokusuyla kalmasını önlemeye yeterli değil.

Alanın henüz bütünüyle çözemediği bir mekanizma sorusu da var. Yetmezlik halindeki insan kalpleri üzerine ilgili araştırmalar, kardiyomiyositlerdeki DNA replikasyonu olaylarının çoğunun standart mitotik bölünmeden ziyade poliploidizasyonu — hücrelerin gerçekten bölünmeden genomlarının ek kopyalarını biriktirmesini — ve çok çekirdekliliği içerdiğini ortaya koydu. Gerçek çoğalmayı bu ilişkili ancak farklı süreçlerden ayırmak, Sydney ekibinin canlı doku modelinin artık ele alabilecek konumda olduğu teknik zorluğun bir parçası.

Araştırma aynı zamanda belirli bir hasta grubundan — halihazırda bypass ameliyatı geçiren kişilerden — yararlandı; bu kişiler kalp krizi hastalarının tüm yelpazesini temsil etmeyebilir. Bu yenilenme sinyalinin ne kadar tutarlı biçimde ortaya çıktığını ve daha genç hastalarda, farklı enfarktüs boyutlarına sahip kişilerde ya da erken ve geç tedavi edilenlerde farklılık gösterip göstermediğini anlamak için daha büyük ve daha çeşitli çalışmalara ihtiyaç duyulacak.

Proteinlerin işaret ettiği sonraki adım

Ekip ayrıca insan dokusunda, daha önce farelerde kalp yenilenmesiyle ilişkilendirilmiş çeşitli proteinleri belirledi. Bu proteinler, tedavi geliştirme açısından en somut erken ipucunu sunuyor. Eğer bunlar hasara yanıt olarak kardiyomiyosit bölünmesini tetikleyen moleküler anahtarlarsa, hedef haline gelirler — bir ilacın etkinleştirebileceği ya da güçlendirebileceği şeylerdir.

Çalışmanın kıdemli yazarı ve Royal Prince Alfred Hospital’da kalp yetmezliği kardiyoloğu olan Profesör Sean Lal, ekibin ulaşmaya çalıştığı hedefi şöyle anlattı: “Nihayetinde amaç, bu keşfi kalp yetmezliğini tersine çevirebilecek yeni kalp hücreleri üretmek için kullanmak. Çalışmalarımızda canlı insan kalp dokusu modellerini kullanmamız, kalp hastalığına yönelik yeni tedaviler geliştirmek için daha doğru ve güvenilir verilere sahip olacağımız anlamına geliyor.”

Canlı doku modeli, bu tek sonuçtan bağımsız olarak artık başlı başına bir araştırma aracı. Ameliyat anındaki kalbin moleküler durumunu koruduğu için, hücre bölünmesini artırabilecek bileşikleri test etmekte kullanılabilir — bunun için önce başka bir insanın kalp krizi geçirmesi gerekmez.

Kalp yenilenmesi hakkında yaygın sorular

İnsan kalbi kalp krizinden sonra kendini onarabilir mi?

Bu çalışmanın insan dokusunda ilk kez doğruladığı üzere, kalbin enfarktüs sonrasında yeni kas hücreleri üretmek için sınırlı, doğal bir kapasitesi vardır. Yenilenme, kardiyomiyosit mitozu yani hücre bölünmesi yoluyla gerçekleşir. Üretilen yeni hücrelerin sayısı, büyük bir enfarktüs sırasında kaybedilen kas dokusunu yerine koymak için çok küçüktür; dolayısıyla kalbin onarım yanıtı vardır, ancak tek başına işlevsel olarak yetersizdir.

Doktorlar kalp yetmezliğini neden hâlâ düzeltemiyor?

Kalp yetmezliği geri döndürülemez kas kaybından kaynaklanır: Kalp, zayıflayan bölgeleri daha fazla çalışarak telafi eder ve bu durum sonunda başarısızlığa uğrar. Kalp nakli tek tedavidir ve donör organ arzı ciddi ölçüde sınırlıdır. Yaklaşık 144.000 Avustralyalı kalp yetmezliğiyle yaşarken, her yıl yaklaşık 115 nakil gerçekleştirilmektedir. Hastalar ile mevcut organlar arasındaki uçurum, hasarlı kası yenileyebilecek tedavi arayışını yönlendiriyor.

Bu çalışma önceki araştırmalardan farklı olarak ne yaptı?

Kalp yenilenmesine ilişkin önceki çalışmalar otopsi dokusu kullandı. Bu örnekler laboratuvara ulaşana dek hücre bölünmesinin moleküler sinyalleri sönümlenmiş olur. Sydney ekibi, bypass ameliyatı sırasında canlı hastalardan doku topladı ve bunu sıvı nitrojen kullanarak on beş dakika içinde koruma altına aldı. Bu yaklaşım, otopsi örneklemesinin kaçırdığı aktif biyolojik süreçleri — çalışmanın temel bulgusu olan hücre bölünmesi sinyali de dahil olmak üzere — yakaladı.

Bir tedavinin kullanıma sunulması ne kadar sürer?

Henüz bu bulguya dayalı bir klinik tedavi yok. Ekip, kardiyomiyosit bölünmesini düzenleyebilecek proteinleri belirledi ve bunlar artık ilaç geliştirme hedefleri. Bu çalışmanın önemi, daha önce kapalı kabul edilen bir tedavi yönünü açmasıdır: Yetişkin insan kalbi yeni kas üretebilir ve araştırmacılar artık bunun yararlı bir ölçekte nasıl yapılabileceğini incelemek için bir araca sahip.

Araştırmanın bir sonraki aşamasında, canlı doku modelinde hangi proteinlerin güçlendirilebileceği ve bunun hücre bölünme hızını enfarktüs hasarını gerçekçi biçimde telafi edebilecek seviyelere çıkarıp çıkarmadığı belirlenmeye çalışılacak.

Etiketler: biology, cardiac regeneration, cardiology, cardiomyocyte, heart attack, heart failure

Benzer içerikler

Kaygı artık herkesin dilinde. Onu klinik bozukluktan ayıran sınır bulanıklaştı

Beyin bağışıklık sisteminden kopuktu — ama kafatası kemiği iliği başka planlar kuruyordu

En ağır kara delikler başka kara deliklerin birleşmesinden doğuyor

Çıplak köstebek faresinden gen alan fareler %4,4 daha uzun yaşadı, iltihap daha azdı

Ultrasıfır işlenmiş gıdalar hücresel mimarinizi sessizce çökertmektedir

CAR T hücreleri, tüm tedavi seçeneklerini tüketen 3 hastada romatoid artriti sildi