Profesor Jaya Krishnan | Terapi Gen Revolusioner Membantu Jantung Regenerasi Setelah Serangan Jantung • Scientia.global

Infark miokard, umumnya disebut sebagai serangan jantung, adalah penyebab utama kematian dan kesehatan yang buruk di seluruh dunia. Jaringan jantung yang meregenerasi adalah konsep yang menarik dan menjanjikan yang dapat memiliki manfaat signifikan dalam infark miokard dan penyakit terkait, tetapi ini belum dicapai dalam perawatan klinis kehidupan nyata. Dalam kolaborasi antara Goethe University Frankfurt dan Goethe University Hospital, Profesor Jaya Krishnan dan rekannya membahas hal ini dengan mengendalikan gen patologis yang terlibat dalam pengembangan gagal jantung yang berkembang setelah serangan jantung. Para peneliti menunjukkan cara baru untuk mengobati penyakit jantung dengan membantu di pembagian dan pertumbuhan kembali sel -sel jantung setelah serangan jantung.

Masalah serangan jantung dan tantangan terapi yang ada

Terlepas dari kemajuan besar dalam kedokteran modern, gagal jantung tetap menjadi masalah serius yang dihadapi oleh orang -orang di seluruh dunia, menyebabkan tidak hanya kematian, tetapi juga secara drastis mengurangi kualitas hidup. Diperkirakan mempengaruhi 64 juta orang di seluruh dunia. Fitur utama dari gagal jantung adalah hilangnya sel otot jantung, yang dikenal sebagai kardiomiosit, yang diperlukan untuk fungsi jantung yang sehat. Tingkat kematian kardiomiosit pada individu dengan gagal jantung sekitar 25%, dan dapat disebabkan oleh cacat lahir, penuaan, dan stres. Namun, tidak seperti sel lain, kardiomiosit tidak dapat beregenerasi atau memperbaiki diri. Jadi, ketika sejumlah besar sel -sel ini hilang, jantung tidak dapat berfungsi dengan baik.

Kardiomiosit umumnya berhenti membagi pada mamalia tidak lama setelah lahir. Baru -baru ini, terapi gen – pendekatan medis yang digunakan untuk mengobati atau menyembuhkan penyakit dengan mengubah gen seseorang – telah diterapkan untuk menghasilkan proliferasi kardiomiosit (pertumbuhan sel dan pembagian). Namun, upaya ini memiliki beberapa kelemahan, termasuk prosedur yang rumit dan invasif (misalnya, suntikan ke dalam jantung), peningkatan risiko mempengaruhi organ lain, dan potensi pertumbuhan tumor. Selain itu, kardiomiosit dewasa memiliki struktur yang kaku, keadaan energi alami mereka mencegah mereka membelah, dan mereka sering menjalani pembelahan sel yang tidak lengkap (endomitosis) daripada pembelahan sel normal (mitosis), yang semuanya menghambat proliferasi.

Terapi telah dikembangkan untuk mengurangi efek merugikan dari serangan jantung, tetapi masih ada kebutuhan besar untuk pendekatan baru untuk memfasilitasi regenerasi kardiomiosit yang hilang.

Pendekatan baru: MicroRNA dalam Penyakit Jantung

MicroRNA (miRNA) adalah molekul kecil yang dapat mengontrol ekspresi gen dalam sel. Para ilmuwan telah menunjukkan bahwa mereka memainkan peran kunci dalam gagal jantung, dengan potensi untuk mengatur gen yang terkait dengan peradangan, pertumbuhan sel dan otot, gerakan otot, dan penggunaan energi oleh kardiomiosit. Uji klinis telah menunjukkan potensi miRNA dalam pengobatan penyakit jantung. Mengikuti serangan jantung, ekspresi beberapa miRNA dapat meningkat membuat mereka lebih aktif, yang dapat 'mematikan' gen yang terkait dengan pertumbuhan sel. Namun, tidak jelas apakah mengubah miRNA tunggal cukup untuk secara efektif menginduksi proliferasi kardiomiosit dewasa.

scientia.global/wp-content/uploads/AdobeStock_316683740-1024×807.jpeg” alt=”” width=”621″ height=”489″/>

Menggabungkan miRNA untuk memicu pertumbuhan sel jantung

Untuk mengatasi hal ini, Prof Jaya Krishnan dan rekannya mengusulkan pengobatan yang secara bersamaan menggunakan beberapa miRNA untuk mengatur gen kunci yang terlibat dalam perbaikan dan regenerasi kardiomiosit, menargetkan mereka yang berada di jantung yang mungkin dapat memfasilitasi pertumbuhan sel. Tujuh belas miRNA diidentifikasi yang berpotensi memenuhi peran ini (misalnya, miRNA-1A, miRNA-15B, dan miRNA-34a) menggunakan database penyakit microRNA, yang menghubungkan miRNA dengan penyakit. Menurut database, miRNA ini terkait dengan serangan jantung dan menghambat proliferasi kardiomiosit. Ekspresi mereka meningkat di jaringan jantung pasien yang menderita serangan jantung.

Para peneliti melakukan percobaan kardiomiosit dari tikus neonatal menggunakan molekul yang menghalangi fungsi miRNA. Kombinasi 17 miRNA “dimatikan”, dan lima miRNA ditemukan untuk mencegah pertumbuhan kardiomiosit (miRNA-1A, 15A, 15B, 27B, dan 34C) ketika secara kolektif dihambat. Kombinasi lima miRNA ini diuji lebih lanjut, mengidentifikasi miRNA-1A dan 15b (miRNA-1A/15b) sebagai kombinasi optimal untuk pertumbuhan kembali sel jantung. Profesor Krishnan dan rekannya mengkonfirmasi bahwa pembelahan sel yang tepat (mitosis) terjadi setelah dua miRNA ini diblokir, daripada hanya menyalin DNA, dengan memeriksa penanda tertentu (Aurora B) yang hanya muncul ketika sel benar -benar membagi.

Menguji pendekatan dalam model tikus

Secara bersamaan menghalangi miRNA-1A dan miRNA-15B memfasilitasi pertumbuhan kembali kardiomiosit ketika diuji pada tikus yang lebih tua. Ini adalah terobosan yang signifikan, karena sel jantung biasanya berhenti tumbuh beberapa hari setelah lahir. Perawatan ini diberikan pada tikus setelah mereka mengalami serangan jantung. Efek yang diamati termasuk peningkatan pertumbuhan kardiomiosit dan peningkatan fungsi jantung, serta berkurangnya kematian sel dan jaringan parut jaringan. Selain itu, tikus yang tidak menerima perlakuan yang sama mengalami kerusakan yang lebih besar pada jantung dan lebih sering meninggal karena kondisi mereka. Di bagian lain dari tubuh (misalnya, hati, paru-paru, ginjal, dan limpa), pengobatan miRNA-1A/15B tidak menyebabkan pertumbuhan sel abnormal yang signifikan, tumor, atau perubahan, menunjukkan bahwa pengobatan terutama mempengaruhi jantung, seperti yang diharapkan.

Pengujian sel manusia dan hasil yang menjanjikan

Untuk menganalisis dampak pengobatan miRNA-1A/15B pada manusia, formulasi ini diuji pada kardiomiosit manusia yang ditanam laboratorium dan jaringan seperti jantung tiga dimensi (organoid) yang terbuat dari sel induk manusia. Hasilnya menjanjikan, termasuk peningkatan tanda -tanda pertumbuhan sel dan peningkatan fungsi jantung. Memblokir miRNA-1A atau 15B saja tidak mempengaruhi banyak gen yang terkait dengan pengembangan jantung, perbaikan, dan pertumbuhan, menunjukkan bahwa kedua miRNA ini bekerja bersama untuk menghambat proliferasi kardiomiosit. Ini menyoroti manfaat dari pendekatan baru yang digunakan oleh Profesor Krishnan dan kolega yang menguji efek memblokir kombinasi miRNA, daripada penyaringan miRNA individu yang digunakan dalam penelitian sebelumnya.

Secara bersamaan menghambat sel-sel jantung dewasa miRNA-1A dan miRNA-15B untuk mulai membagi lagi, yang mengurangi kerusakan jantung dan meningkatkan fungsi jantung setelah serangan jantung. Efek pada bagian tubuh lain minimal, menghindari potensi konsekuensi merugikan yang dapat ditimbulkan oleh perawatan saat ini pada organ lain. Selain itu, penggunaan kedua miRNA ini membuat pengobatan lebih efektif dan tepat. Perawatan dilakukan dengan menggunakan molekul khusus yang dirancang untuk memblokir fungsi miRNA. Molekul -molekul ini banyak digunakan, aman, dan terbukti efektif dalam studi manusia. Penghambatan miR-1a dan miR-15b untuk pengobatan penyakit jantung akan dikembangkan lebih lanjut untuk terjemahan klinis oleh Cardiogen Therapeutics, sebuah perusahaan yang berbasis di Munich yang didirikan oleh Prof Krishnan.

Pandangan baru untuk perawatan gagal jantung

Pendekatan ini juga mungkin berguna untuk target terapeutik lainnya, bukan hanya untuk jantung. Namun, lebih banyak penelitian dan pengujian diperlukan pada manusia sebelum tersedia. Untuk sepenuhnya mengembangkan pendekatan yang diusulkan, beberapa masalah harus diatasi. Pengujian berada pada tahap awal, dengan hasil berdasarkan model hewan dan organoid jantung manusia. Dengan demikian, keamanannya pada manusia akan dipastikan melalui studi klinis yang dimulai pada tahun 2026. Selain itu, pekerjaan di masa depan diperlukan untuk menguji metode untuk menjelaskan variasi dalam respons pasien karena genetika dan perkembangan penyakit.

Pekerjaan oleh Prof Krishnan dan rekannya menghadirkan pendekatan baru yang menarik yang berpotensi membantu dalam regenerasi jantung yang aman, mengatasi keterbatasan terapi invasif. Secara bersamaan menghambat miR-1a dan miR-15b melepaskan potensi perawatan baru yang menumbuhkan kembali otot jantung setelah kerusakan, yang tidak dimungkinkan dengan terapi saat ini. Perawatan yang diusulkan juga menghindari efek samping yang merugikan, sehingga menawarkan strategi yang menjanjikan untuk pengobatan kondisi yang mempengaruhi jutaan orang.