Cercetătorii descoperă un nou tip de celulă ce reglează creșterea vaselor de sânge în inimă
Cercetătorii au identificat un nou tip de celulă care ar putea ajuta la reglarea creșterii vaselor de sânge în inimă, atât în timpul dezvoltării, cât și ca răspuns la leziuni, conform unui studiu realizat de Weill Cornell Medicine.
Utilizând peștișori zebrafish, cercetătorii au descoperit că acest nou tip celular contribuie la stabilizarea rețelei vasculare care furnizează oxigen mușchiului cardiac în creștere.
Rezultatele, publicate pe 20 august în Nature Communications, ar putea oferi perspective noi asupra modului în care inima umană își construiește rețeaua de vase de sânge și ar putea ghida viitoarele eforturi de promovare a regenerării inimii după o leziune.
„Scopul nostru final este să reparăm inima umană deteriorată. Capacitatea de a reconstrui vasele în momentul și locul corect este esențială pentru acest proces”, a declarat Dr. Jingli Cao, profesor asociat de biologie celulară și dezvoltare și membru al Institutului de Cercetare Cardiovasculară, Weill Cornell Medicine.
Căutările lui au început în calitate de postdoctorat la Duke University, unde a determinat că epicardul, stratul subțire de celule care înconjoară inima, oferă atât semnalele, cât și celulele necesare pentru regenerarea țesutului cardiac în zebrafish.
De atunci, laboratorul său de la Weill Cornell a descoperit că, ca răspuns la o leziune, o populație specifică de celule progenitoare din epicardul zebrafish dă naștere diferitelor tipuri de celule implicate în regenerarea mușchiului cardiac și a vaselor de sânge coronare.
Dar ce direcționează celulele precursor să se specializeze? Pentru a identifica acest lucru, echipa a catalogat genele activate în aceste celule în momentul în care inima este rănită. Una dintre aceste gene, un regulator principal numit scxa, îndrumă celulele progenitoare să genereze un tip celular anterior necaracterizat. Aceste celule „perivascular” înconjoară vasele de sânge coronare și exprimă un tip de colagen care reglează dezvoltarea vasculară.
Aceste celule perivascular contribuie, de asemenea, la producerea unui semnal — o mică fragmentare de proteină derivată din molecula de colagen — care limitează expansiunea vaselor. „În timpul dezvoltării sau când inima este deteriorată, trebuie să construiești cantitatea corectă de vas de sânge — și trebuie să știi când să te oprești”, a declarat Dr. Cao.
Mai mult, cercetătorii au descoperit un mecanism potențial care activează acest program de suport vascular la momentul potrivit. Anterior, cercetătorii arătaseră că atunci când anumite zone ale inimii experimentează niveluri scăzute de oxigen, o condiție cunoscută sub numele de hipoxie, semnalele din epicard coordonează creșterea mușchiului cardiac și a vaselor coronare.
Articolul recent aduce clarificări asupra modului în care acest lucru se poate întâmpla. Rezultatele sugerează că oxigenul scăzut acționează ca un indiciu ambiental, activând temporar scxa, care îndrumă un subset de progenitori epicardiali către un destin perivascular. Aceștia înconjoară vasele coronare și pot ajuta la reglarea dezvoltării și remodelării lor.
Studiul ridică posibilitatea că înțelegerea modului în care celulele epicardiale din zebrafish răspund la leziuni ar putea ajuta la găsirea unor metode de activare a programelor regenerative în inima umană.
Deși oamenii au o genă similară, SCX, cercetătorii nu știu încă dacă celulele epicardiale umane o folosesc în același mod ca cele din zebrafish. Din păcate, după o leziune, cum ar fi un atac de cord la mamifere, SCX este activat în fibroblasti cardiaci — celule care promovează formarea țesutului cicatricial.
„Poate că în viitor vom putea folosi SCX pentru a reactiva celulele epicardiale umane și a le îndruma să genereze celulele și semnalele care promovează regenerarea inimii umane”, a afirmat Dr. Cao.
Lucrează cu celule epicardiale umane cultivate și organoizi cardiaci pentru a dezvolta metode de utilizare a celulelor activate pentru a repara părțile deteriorate ale inimii. Un astfel de „bandaj biologic” ar putea induce o creștere controlată a mușchiului cardiac și a vaselor de sânge în zona leziunii într-o zi.
„Nu cred că va exista un singur factor magic care să controleze regenerarea”, a afirmat Dr. Cao. „Dar am descoperit un alt factor, un alt mecanism care ar putea contribui la activarea celulelor epicardiale și la repararea inimilor umane.”
