Studie zkoumá regeneraci srdečních buněk při hledání nových léčebných postupů

Když pacient zažije srdeční selhání, které je jednou z hlavních příčin úmrtí na celém světě, začne ztrácet zdravé a funkční srdeční buňky. Srdeční selhání způsobuje, že se tyto kdysi pružné buňky mění na vláknité buňky, které se již nemohou stahovat a uvolňovat. Toto ztvrdnutí srdečních buněk zhoršuje jejich schopnost účinně přenášet krev do zbytku těla. Protože lidé nemohou tyto srdeční buňky regenerovat, čelí pacient dlouhé cestě k uzdravení, která zahrnuje preventivní nebo symptomatickou léčbu.

Někteří savci jsou však schopni regenerovat srdeční buňky, i když k tomu obvykle dochází v určitém časovém rámci bezprostředně po narození. Na základě toho Mahmood Salama Ahmed, PhD, a mezinárodní tým výzkumníků dokončili studii s cílem identifikovat nové terapeutické látky nebo stávající terapeutické režimy, které dříve schválil americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) pro regeneraci srdečních buněk.

Jejich studie s názvem „Identifikace léků schválených FDA, které indukují regeneraci srdce u savců“ byla publikována v časopise Nature Cardiovascular Research.

„Tato studie je zaměřena na regenerativní terapii, nikoli na symptomatickou léčbu,“ dodal Ahmed.

Ahmed, profesor farmaceutických věd na Farmaceutické fakultě Jerryho H. Hodgeho na Texaské technické univerzitě, pracoval na studii v UT Southwestern Medical Center. Řekl, že současný výzkum navazuje na zjištění ze studie z roku 2020, kterou provedla laboratoř Dr. Heshama Sadeka v UT Southwestern Medical Center.

V této studii vědci prokázali, že myši skutečně dokáží regenerovat srdeční buňky genetickým odstraněním dvou transkripčních faktorů: Meis1 a Hoxb13. Vyzbrojeni těmito informacemi zahájili Ahmed a jeho spoluautoři svou nejnovější studii v roce 2018 v University of Texas Southwestern Medical Center. Začali cílením transkripčních faktorů (Meis1 a Hoxb13) pomocí paromomycinu a neomycinu, dvou antibiotik z třídy aminoglykosidů.

„Vyvinuli jsme inhibitory, které vypnou vnitřní transkripci a obnoví regenerační schopnost srdečních buněk,“ dodal Ahmed.

Ahmed uvedl, že struktura paromomycinu a neomycinu naznačuje jejich potenciál vázat se na transkripční faktor Meis1 a inhibovat ho. Aby vědci pochopili, jak k této vazbě může docházet, museli nejprve odhalit molekulární mechanismy paromomycinu a neomycinu a zjistit, jak se vážou na geny Meis1 a Hoxb13.

„Začali jsme to testovat na myších trpících infarktem myokardu nebo ischemií,“ vysvětlil Ahmed. „Zjistili jsme, že oba léky (paromomycin a neomycin) působí synergicky a zvyšují ejekční frakci (procento krve opouštějící srdce s každou kontrakci), takže se významně zlepšila kontraktilita komor (srdečních komor). To zvýšilo srdeční výdej a zmenšilo fibrózní jizvu, která se v srdci tvořila.“

Tým spolupracoval s vědci z University of Alabama v Birminghamu na podávání paromomycinu a neomycinu prasatům trpícím infarktem myokardu. Zjistili, že prasata trpící infarktem myokardu měla po podání paromomycinu a neomycinu lepší kontraktilitu, ejekční frakci a celkové zlepšení srdečního výdeje.

V budoucím výzkumu se Ahmed zajímá o zkombinování vazebných profilů paromomycinu a neomycinu do jedné molekuly namísto dvou. Pokud bude nová molekula úspěšná, řekl, že by se mohla vyhnout nežádoucím nebo potenciálně nežádoucím účinkům spojeným s rezistencí na antibiotika.

„Chceme vytvořit nové syntetické malé molekuly, které cílí na Meis1 a Hoxb13,“ řekl Ahmed. „Chceme pokračovat ve studii na prasatech pro toxikologické studie. A pak doufejme, že to bude úvodní krok pro klinické studie na lidech.“

„Dobrou zprávou je, že používáme několik léků schválených FDA se zavedenými bezpečnostními profily a dobře známými vedlejšími účinky, takže se můžeme vyhnout některým krokům potřebným k získání schválení ke studiu nového léku. To je krása opětovného využití léků: Můžeme se dostat na kliniku dříve a začít zachraňovat životy.“