Cercetătorii descoperă o barieră crucială în repararea celulelor cardiace
Celulele specializate din organismul nostru fac compromisuri biologice pentru a îndeplini anumite sarcini. Pentru a sprijini inimile mari și muncitoare care alimentează celelalte organe, celulele cardiace au evoluat pentru a deveni extrem de eficiente și rezistente.
Deoarece inima umană adultă nu se mai poate repara singură așa cum o face pielea, oamenii de știință au studiat modalități de a reprograma celulele cardiace pentru a regenera după atacuri de cord. Celulele cardiace au identități foarte stabile și sunt rezistente la reprogramare.
Cercetătorii de la Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute, împreună cu colaboratori de la The Johns Hopkins University School of Medicine, au publicat pe 17 iulie 2026, în Nature Communications, descoperiri care dezvăluie un nou mecanism folosit de celule pentru a-și proteja identitățile celulare și a respinge încercările de reprogramare. Studiile continue asupra obstacolelor în reprogramarea celulară ar putea conduce la tratamente care să ajute inima să se repare după leziuni.
Cercetările anterioare au îndrumat oamenii de știință către un tip de proteină care este abundent decorată cu molecule de zahăr, un proces cunoscut sub numele de glicozilare. Testele acestor proteine purtătoare de zahăr au relevat că o familie de proteine modificatoare de proteoglicani, numită sulfat transferaze de carbohidrați, constituie o clasă de bariere de reprogramare anterior nerecunoscută.
Carbohidrat sulfat transferaza 7, sau CHST7, a ieșit în evidență din experimentele noastre ca fiind cel mai puternic inhibitor al reprogramării în celulele de șoarece și umane.
Investigațiile suplimentare au demonstrat că CHST7 respinge reprogramarea celulară prin creșterea volumului semnalizării reglate de receptorul de membrană celulară CD44. În celulele editate genetic pentru a produce CHST7 în exces și fără receptori CD44, tratamentul de reprogramare al echipei de cercetare a fost cu 47% mai eficient decât în celulele cu CHST7 în exces și CD44 normal.
„Aceste descoperiri susțin un model în care CD44 este necesar pentru ca CHST7 să blocheze reprogramarea celulară”, a afirmat Colas.
Cercetătorii au descoperit că activitatea de mesagerie crescută a CD44 a condus la o schimbare în comportamentul unei proteine de factorizare a transcripției numită JUNB.
„Aceste schimbări în nivelurile de JUNB, împreună cu modul în care se leagă de cromatina care stochează ADN și controlează transcripția ARN, promovează o identitate celulară mai stabilă”, a declarat Colas.
Prin combinarea secvențierii ARN și a accesibilității cromatinei, cercetătorii au stabilit că CHST7 acționează prin CD44 și JUNB pentru a controla accesul la cromatină și ADN-ul conținut în aceasta. Cele trei elemente au lucrat împreună pentru a permite accesul la cromatină în punctele care favorizează stabilitatea destinației celulare, în timp ce blochează regiunile care promovează schimbarea identităților celulare, inclusiv cele care conțin factorul de reprogramare myocyte enhancer factor 2C (MEF2C).
„Prin schimbarea locului unde factorii de transcripție și enzimele pot interacționa cu ADN-ul nostru, CHST7 restrânge reprogramarea cardiacă prin susținerea programelor transcripționale specifice celulelor și limitarea accesului factorilor de reprogramare la ADN-ul țintă”, a spus Colas.
Apoi, cercetătorii au căutat enzime sau alte molecule de semnalizare influențate de acești trei stabilizatori ai identității celulare. Rezultatele au dus la o enzimă numită fosfatidilinositol-5-fosfat 4-kinază, tip 2, gamma (PIP4K2C). Când echipa de cercetare a comparat un tratament combinat care bloca PIP4K2C și promova reprogramarea în inimile șoarecilor cu unul care iniția doar reprogramarea celulară, tratamentul combinat a fost semnificativ mai de succes.
„La o lună după suferirea unui atac de cord, șoarecii care au primit tratamentul combinat au pompat un procent relativ normal de 58,6% din sânge, comparativ cu doar 24,9% pentru cealaltă grupă”, a declarat Colas.
„Munca noastră de a înțelege mai bine cum celulele cardiace își consolidează rezistența la reprogramare ne-a permis să descoperim această nouă și promițătoare țintă pentru a spori repararea cardiacă după leziuni.”
