Terapia genowa przywraca funkcjonalność serca u naczelnych po zawale
Zespół inżynierów biomedycznych z Duke University po raz pierwszy z powodzeniem przeprowadził eksperymenty z zastosowaniem terapii genowej w leczeniu uszkodzeń serca wywołanych zawałem u naczelnych niebędących ludźmi.
Każdego roku ponad 800 000 Amerykanów doświadcza zawału serca. Nawet jeśli pacjent przeżyje pierwszy epizod, uszkodzenia mięśnia sercowego mają charakter trwały, gdyż kardiomiocyty nie regenerują się w sposób naturalny. Chorzy pozostają z osłabioną kurczliwością serca, co prowadzi do niewydolności lub zagrażających życiu arytmii. Dostępne terapie mogą jedynie spowalniać postęp choroby, ale nie przywracają utraconych funkcji.
Badacze z Duke pokazali, że można wspomóc serce w odzyskaniu siły i rytmu poprzez dostarczenie do uszkodzonej tkanki bakteryjnego kanału sodowego, zaprojektowanego inżynieryjnie. Najpierw udowodniono skuteczność tej metody w tkankach ludzkiego mięśnia sercowego hodowanych in vitro. Następnie, w badaniach na makakach z uszkodzeniem serca przypominającym zmiany pozawałowe u ludzi, terapia genowa niemal całkowicie przywróciła zdolność pompowania krwi i zapobiegła arytmiom w ciągu kilku tygodni od podania.
Wyniki opublikowano 29 sierpnia w czasopiśmie Circulation Research.
– To podejście poprawiło zarówno funkcję elektryczną, jak i mechaniczną uszkodzonej tkanki serca, co może stanowić przewagę nad innymi rozwijanymi strategiami – powiedział prof. Nenad Bursac z Duke University. – Wyniki tej dwutorowej terapii są obiecujące i otwierają drogę do przyszłych badań klinicznych.
We wcześniejszych pracach zespół Bursaca pokazał, że bakteryjne geny można wprowadzać do serca za pomocą wirusów wykorzystywanych rutynowo w praktyce klinicznej. Zastosowano geny bakteryjne, ponieważ są mniejsze niż ludzkie geny kanałów sodowych, które nie mieszczą się w standardowych wektorach wirusowych.
Najnowsze badania, przeprowadzone we współpracy z Lei Ye i naukowcami z Singapuru, wykazały, że terapia genowa może być wstrzykiwana bezpośrednio w miejsce uszkodzenia serca u małp, wywołując efekt terapeutyczny. Co istotne, wprowadzone geny nie były obecne w innych tkankach, a w okresie obserwacji nie zaobserwowano działań niepożądanych.
– Leczenie poprawiło funkcję serca w warunkach patologicznych, w modelu klinicznie relewantnym – zaznaczył Tianyu Wu, współautor badania. – Dawka, którą podaliśmy, była stukrotnie niższa od dawek klinicznie dopuszczonych, a sam zabieg można przeprowadzić przez cewnik, unikając konieczności otwierania klatki piersiowej.
Obecnie trwają podobne badania kliniczne, m.in. nad terapią genową w chorobach genetycznych serca czy nad korygowaniem szlaków wapniowych w celu poprawy kurczliwości. Inne podejścia koncentrują się na pobudzaniu regeneracji kardiomiocytów. Jednak, jak podkreślają autorzy, jest to pierwsze badanie, które wykazało skuteczność terapii genowej w modelu choroby serca u naczelnych. Zespół uważa, że ta metoda może być szczególnie skuteczna po zawale i w przebiegu włóknienia mięśnia sercowego, ponieważ dodatkowo zmniejsza ryzyko arytmii.
Kolejnym etapem są badania na świniach, które stanowią kluczowy krok na drodze do uzyskania zgody FDA na rozpoczęcie prób klinicznych u ludzi.
Prace były finansowane przez American Heart Association, National Institutes of Health (EB032726, HL126524, HL132389, HL134764) oraz Duke/Duke-NUS Research Collaboration Pilot Project.
Źródło: Circulation Research, BacNav Gene Therapy Improves Function of Infarcted Engineered Human Myocardium and NHPs
DOI: http://dx.doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.125.326570
