Valvulele cardiace create în laborator îmbunătățesc tratamentele pentru bolile de inimă la copii
Cercetătorii din Melbourne au creat țesuturi de valvă cardiacă umană din celule stem, oferind o platformă nouă, puternică pentru avansarea tratamentelor bolilor cardiace la copii.
Descoperirea de premieră, realizată de Institutul de Cercetare Murdoch pentru Copii (MCRI), a generat țesuturi de valvă cardiacă cultivate în laborator, care seamănă îndeaproape cu cele din corpul uman. Rezultatele, publicate în revista Cell Stem Cell, îmbunătățesc înțelegerea modului în care valvele cardiace umane se dezvoltă, maturizează și suferă daune.
Dr. Holly Voges de la MCRI, care este și investigator asociat la Centrul pentru Medicină cu Celule Stem al Fundației Novo Nordisk (reNEW), a afirmat că această descoperire va ajuta la accelerarea abordărilor regenerative pentru repararea valvelor afectate la copii și adulți.
Bolile valvelor cardiace reprezintă o problemă majoră de sănătate globală, afectând aproximativ 28 de milioane de oameni. Aceasta apare atunci când una sau mai multe dintre cele patru valve ale inimii nu se deschid sau nu se închid corespunzător, perturbând fluxul sanguin. Dacă nu este tratată, boala poate determina inima să lucreze mai mult și, în cele din urmă, poate deveni amenințătoare pentru viață.
Bolile valvelor cardiace pot fi cauzate de anomalii de dezvoltare, infecții sau degenerare legată de vârstă. În prezent, nu există tratamente care să poată inversa daunele. Cei mai mulți pacienți depind de chirurgia de înlocuire a valvei, care are limitări semnificative, inclusiv un risc ridicat de cheaguri de sânge și, pentru copii, probabilitatea de a necesita multiple proceduri pe parcursul vieții.
Pentru a depăși această problemă, echipa noastră a abordat o provocare majoră în biologia valvelor cardiace. Prin crearea țesuturilor de valvă care imită caracteristicile moleculare ale unui model uman, putem acum testa și avansa noi tratamente la scară în laborator.
De asemenea, cercetătorii au demonstrat că platforma poate modela boala valvulară inflamatorie, un precursor de bază al bolii cardiace reumatice (RHD).
Australia are unele dintre cele mai ridicate rate de RHD din lume. Boala este în mare parte prevenibilă și afectează disproporționat populațiile indigene.
„Când am fost expuși la proteinele inflamatorii legate de boala cardiacă reumatică, descoperite în studii anterioare, am constatat că țesuturile de celule stem inginerizate au devenit mai rigide și au prezentat biomarkeri constanți cu valvele umane afectate”, a spus Dr. Voges.
Profesorul Enzo Porrello de la MCRI, care este și director al nodului Melbourne al reNEW, a declarat: „Celulele stem ingenierizate ne-au permis să recreăm îndeaproape structura complexă a țesutului valvular uman. În viitor, această tehnologie ar putea fi folosită pentru a modela mai precis boala valvulară și pentru a susține dezvoltarea valvelor de înlocuire derivate din celule stem, care cresc și se adaptează împreună cu pacientul.”
Emily, în vârstă de 7 ani, are un defect congenital de inimă (tetralogie de Fallot cu valvă pulmonară absentă), care afectează fluxul de sânge între inimă și plămâni.
Medicii pregătiseră familia pentru un diagnostic grav, deoarece scanările prenatale detectaseră că ceva nu era în regulă. Însă amploarea exactă a condiției Emiliei a devenit clară doar după naștere, la aproape 42 de săptămâni de gestație.
Mama, Jessica, a declarat că se aștepta ca Emily să se nască devreme și cu multe complicații.
„Ni s-a spus că Emily cel mai probabil se va naște devreme, va avea întârzieri semnificative în dezvoltare, probleme de comportament și o calitate slabă a vieții”, a spus ea. „În schimb, s-a născut după termen și roz, nu albastră, așa cum sunt de obicei alte bebelușe cu afecțiuni cardiace.”
Deși Emily părea sănătoasă, condiția ei gravă a necesitat o intervenție chirurgicală pe cord deschis în termen de cinci ore de la naștere și un șunt temporar pentru a furniza sânge către plămâni.
Emily a suferit o altă intervenție chirurgicală la cinci luni, când șuntul ei a fost înlocuit cu o valvă nouă. Dar, fără un tratament curativ, este de așteptat să aibă nevoie de o valvă de înlocuire în adolescență, pentru a se potrivi cu inima ei de dimensiuni adulte.
Jessica a spus că, pe parcursul îngrijirii medicale, medicii Emiliei au descoperit, de asemenea, că inima ei era poziționată într-un mod neobișnuit.
„Emily are o combinație de defecte cardiace extrem de rare, dar a prosperat în ciuda acestora”, a spus Jessica. „A atins repede reperele timpurii și a început școala anul trecut. Îi place să fie afară, să se joace cu prietenii ei și să picteze și să deseneze, la care își pune toată inima. Cu ajutorul echipei de cardiologi, avem mult optimism pentru viitorul ei.”
Familia a vizitat recent MCRI pentru a explora facilitățile de celule stem și Banca de Țesuturi Cardiace pentru Copii din Melbourne, unde țesutul cardiac donat de Emily este păstrat congelat pentru proiecte viitoare de cercetare. Biobanca specializată, înființată cu sprijinul Fundației Spitalului Regal pentru Copii, susține cercetarea asupra cauzelor bolilor cardiace la copii.
Jessica a spus că a fost remarcabil să întâlnească echipa din spatele acestei ultime descoperiri legate de celule stem.
„Prin contribuția la biobancă, am fost mândri că am putut participa și ajuta la îmbunătățirea viitorului pentru copiii precum Emily, născuți cu valve cardiace afectate sau absente, care ar putea necesita tratamente suplimentare”, a spus ea. „Această cercetare inovatoare ne umple de confort.”
Cercetătorii de la Universitatea din Melbourne, Institutul Baker de Cardiologie și Diabet, Centrul de Cancer Peter MacCallum, Universitatea Monash, QIMR Berghofer, Centrul de Cercetare în Cancer Olivia Newton John și Spitalul Regal pentru Copii au contribuit, de asemenea, la rezultate.
