O nouă metodă RMN urmărește celulele stem cardiace transplantate timp de luni întregi
Cercetătorii de la Institutul de Inginerie Biomedicală al Universității din Toronto au demonstrat o nouă abordare pentru a monitoriza celulele cardiace transplantate derivate din celule stem, utilizând imagistica prin rezonanță magnetică (RMN).
Metoda permite vizualizarea supraviețuirii celulelor transplantate în timp, ceea ce ar putea ajuta la evaluarea și îmbunătățirea terapiilor cu celule stem emergente pentru leziuni cardiace, cum ar fi cele cauzate de infarcte miocardice.
Profesorul Hai-Ling Margaret Cheng și echipa sa au demonstrat că o platformă de imagistică cunoscută sub numele de „RMN cu ferritină strălucitoare” poate fi utilizată pentru a urmări cardiomiocitele derivate din celule stem pluripotente umane în inimile șobolanilor timp de până la opt săptămâni. Descoperirile au fost publicate recent în revista Magnetic Resonance in Medicine.
Cardiomiocitele derivate din celule stem pluripotente umane au capacitatea de a forma nou mușchi cardiac și de a se integra cu țesutul existent. Totuși, multe dintre celulele transplantate nu supraviețuiesc în studiile clinice, iar cercetătorii nu dispun în prezent de instrumente fiabile pentru a monitoriza celulele transplantate pe termen lung în organism. Metodele de imagistică existente funcționează fie doar la animale mici, fie se bazează pe etichete care se estompează sau generează semnale înșelătoare pe măsură ce celulele se divid sau interacționează cu sistemul imunitar.
„Urmărirea celulelor terapeutice în interiorul corpului viu a fost un efort științific timp de decenii”, afirmă Cheng.
„Însă, lacuna din acest domeniu a fost incapacitatea de a vizualiza celulele supraviețuitoare fără a pierde semnalul după câteva zile sau săptămâni, și cu un semnal suficient. Scopul nostru este să abordăm aceste lacune critice. Vrem să vizualizăm și să cartografiem spațial celulele terapeutice cât timp sunt vii, oriunde s-ar afla în organism.”
Pentru a testa abordarea, autorul principal Keyu Zhuang și colegii săi au inginerizat celule stem pentru a supraexprima ferritina, o proteină care stochează fierul în celule. Aceste celule stem modificate au fost apoi diferențiate în cardiomiocite și evaluate în experimente de laborator pentru a confirma că au menținut structura normală a celulelor, proteinele contractile și proprietățile electrice.
Cercetătorii au transplantat apoi cardiomiocitele inginerizate în mușchiul cardiac al ventriculului stâng al șobolanilor imunodeficienți, inclusiv animale cu leziuni cardiace. Folosind scanere RMN, echipa a urmărit celulele timp de opt săptămâni.
Prin administrarea clorurii de mangan, cercetătorii au putut declanșa un semnal RMN puternic din celulele care exprimă ferritina, permițându-le să cartografieze locația celulelor transplantate supraviețuitoare în trei dimensiuni. Rezultatele RMN au fost confirmate prin analiza țesutului după experimente. Testele suplimentare de ecocardiografie au arătat că tratamentul cu mangan nu a afectat funcția generală a inimii.
Următorul pas este utilizarea informațiilor obținute din tehnologia de urmărire a celulelor cu ferritină strălucitoare pentru a optimiza cercetarea cu celule stem.
Acum că putem identifica cu fiabilitate când și unde supraviețuiesc celulele stem, cercetătorii în domeniul celulelor stem sunt mai bine pregătiți pentru a dezvolta strategii care să crească supraviețuirea celulelor.
