Проучване изследва регенерацията на сърдечните клетки в търсене на нови методи за лечение

Когато пациентът претърпи сърдечна недостатъчност, една от водещите причини за смърт в световен мащаб, той започва да губи здрави, функциониращи сърдечни клетки. Сърдечната недостатъчност кара тези някога гъвкави клетки да се превърнат във фиброзни клетки, които вече не са способни да се свиват и отпускат. Това втвърдяване на сърдечните клетки нарушава способността им ефективно да пренасят кръв до останалата част от тялото. Тъй като хората не могат да регенерират тези сърдечни клетки, пациентът е изправен пред дълъг път към възстановяване, който включва превантивно или симптоматично лечение.

Някои бозайници обаче са способни да регенерират сърдечни клетки, въпреки че това обикновено се случва в рамките на определен период от време веднага след раждането. Въз основа на това, д-р Махмуд Салама Ахмед и международен екип от изследователи завършиха проучване за идентифициране на нови терапевтични средства или съществуващи терапевтични режими, одобрени преди това от Американската агенция по храните и лекарствата (FDA), за регенериране на сърдечни клетки.

Тяхното проучване, озаглавено „Идентифициране на одобрени от FDA лекарства, които индуцират сърдечна регенерация при бозайници“, е публикувано в списанието Nature Cardiovascular Research.

„Това проучване е насочено към регенеративна терапия, а не към симптоматично лечение“, добави Ахмед.

Ахмед, професор по фармацевтични науки в Фармацевтичното училище „Джери Х. Ходж“ към Тексаския технологичен университет, е работил по проучването в Медицинския център на Югозападния университет на Тексас. Той каза, че настоящото изследване се основава на открития от проучване от 2020 г. на лабораторията на д-р Хешам Садек в Медицинския център на Югозападния университет на Тексас.

В това проучване изследователите демонстрирали, че мишките наистина могат да регенерират сърдечни клетки чрез генетично изтриване на два транскрипционни фактора: Meis1 и Hoxb13. Въоръжени с тази информация, Ахмед и неговите съавтори започнали последното си проучване през 2018 г. в Югозападния медицински център на Тексаския университет. Те започнали, като насочили вниманието си към транскрипционните фактори (Meis1 и Hoxb13), използвайки паромомицин и неомицин, два антибиотика от класа на аминогликозидите.

„Разработихме инхибитори, за да изключим вътрешната транскрипция и да възстановим регенеративния капацитет на сърдечните клетки“, добави Ахмед.

Ахмед каза, че структурата на паромомицин и неомицин показва потенциала им да се свързват и да инхибират транскрипционния фактор Meis1. За да се разбере как може да се случи това свързване, екипът първо трябваше да разгадае молекулярните механизми на паромомицин и неомицин и да научи как те се свързват с гените Meis1 и Hoxb13.

„Започнахме да тестваме това при мишки, страдащи от миокарден инфаркт или исхемия“, обясни Ахмед. „Открихме, че и двете лекарства (паромомицин и неомицин) действат синергично, за да увеличат фракцията на изтласкване (процентът на кръвта, напускаща сърцето с всяко свиване), така че контрактилитетът на вентрикулите (камерите на сърцето) се подобрява значително. Това увеличава сърдечния дебит и намалява фиброзния белег, който се образува в сърцето.“

Екипът си сътрудничи с учени от Университета на Алабама в Бирмингам, за да приложи паромомицин и неомицин на прасета, страдащи от миокарден инфаркт. Те откриха, че прасетата, страдащи от миокарден инфаркт, имат по-добра контрактилност, фракция на изтласкване и цялостно подобрение на сърдечния дебит, когато им се прилага паромомицин и неомицин.

В бъдещи изследвания Ахмед се интересува от комбиниране на профилите на свързване на паромомицин и неомицин в една молекула, а не в две. Ако бъде успешна, каза той, новата молекула би могла да избегне всякакви нежелани или потенциално нежелани ефекти, свързани с антибиотичната резистентност.

„Искаме да създадем нови синтетични малки молекули, насочени към Meis1 и Hoxb13“, каза Ахмед. „Искаме да продължим изследването върху прасета за токсикологични изследвания. И след това се надяваме, че това ще бъде въведение за клинични изпитвания върху хора.“

„Добрата новина е, че използваме няколко одобрени от FDA лекарства с установени профили на безопасност и добре познати странични ефекти, така че можем да заобиколим някои от стъпките за получаване на одобрение за изследване на ново лекарство. Това е красотата на повторното използване на лекарства: можем да стигнем до клиниката по-рано, за да започнем да спасяваме животи.“