Os pesquisadores encontram uma maneira nova de amolar para fora o factor chave envolvido na maturação do músculo de coração

Os cientistas têm tentado em todo o mundo substituir o tecido danificado do coração usando pilhas laboratório-feitas do coração-músculo (cardiomyocytes), injetando as no coração ou aplicando as correcções de programa atadas com as pilhas. Mas os resultados até agora foram underwhelming.

“Se você faz cardiomyocytes em um prato das células estaminais pluripotent, engraft no coração e músculo do formulário,” diz plutônio de William, DM, director da pesquisa cardiovascular básica e Translational no hospital de crianças de Boston. “Mas o músculo não funciona muito bem porque os myocytes são colados em uma fase imatura.”

Como os cardiomyocytes que nós começamos desenvolver antes que o nascimento se transformar pilhas de músculo adultas vigorosa contratando do coração não foram compreendidos bem.

“Eu penso que há os caminhos específicos da sinalização que controlam esse processo, que nós não pudemos reproduzir em um prato,” diz o plutônio.

Supressões selectivos

Estudar a maturação do cardiomyocyte em ratos vivos foi ingualmente desafiante. Os estudos prévios tentaram genetically projetar ratos com os genes diferentes “batidos para fora” em seu músculo de coração para figurar para fora qual são exigidas. Mas a perda completa de um gene causa frequentemente a deficiência orgânica do coração inteiro, que próprio pode danificar a maturação. Além disso, produzir tensões múltiplas de ratos do “KO” com os genes diferentes suprimidos é um procedimento caro, demorado.

Estudo novo em um 21 de setembro publicado em comunicações da natureza, o plutônio e os colegas contornearam estes obstáculos. Usando ratos vivos e o gene CRISPR/Cas9 que editam a tecnologia, amolaram para fora um factor chave envolvido na maturação do músculo de coração em uma maneira nova e nova.

A beleza de sua aproximação é dupla. Primeiramente, exigiu apenas uma tensão do rato que expressa a enzima Cas9, acoplada com um vírus que dirigisse Cas9 para suprimir de um gene específico. Para visar genes diferentes, os pesquisadores fizeram simplesmente alterações pequenas ao vírus.

“Nós podíamos testar 10 genes potenciais do interesse dentro de 10 semanas,” diz o plutônio.

Em segundo, um pouco do que suprime do gene em cada pilha, os pesquisadores injectou o vírus tais que aproximadamente 1 em cada 10 pilhas de músculo do coração era afetado. Este teste padrão da entrega do “mosaico” permitiu que o músculo de coração não afectado mantivesse-se funcionar. A equipe poderia então estudar as pilhas de músculo transformadas do coração separada.

Revelação de regulamento do músculo de coração

Um factor, conhecido como o factor de resposta do soro (SRF), emergiu como um regulador chave da maturação do cardiomyocyte. Quando o gene de Srf foi suprimido no músculo de coração de ratos recém-nascidos em uma forma do mosaico, muitos aspectos da maturação foram interrompidos.

Em myocytes normais, maduros, as estruturas contrácteis básicas, conhecidas como sarcomeres, são organizados altamente. Mas nos myocytes do mutante, os sarcomeres tornaram-se desorganizados. Além disso, as pilhas normais desenvolvem tubules transversais, as estruturas importantes que ajudam a coordenar a contracção do sarcomere. Estes foram interrompidos demasiado extremamente nos myocytes do mutante. Finalmente, as mitocôndria, que fornecem a energia e são postas normalmente ao lado dos sarcomeres dentro tijolo-como a forma, foram reduzidas dramàtica em tamanho e numeram.

Em umas experiências mais adicionais, a equipe mostrou que SRF regula a actividade do múltiplo outros genes, incluindo genes críticos do sarcomere, em cardiomyocytes imaturos, mas não em cardiomyocytes maduros. Pensam que SRF recebe os sinais do resto da pilha que cue a para executar um programa de organização mestre durante a maturação.

Finalmente, o plutônio e os colegas mostraram que os sarcomeres eles mesmos devem correctamente ser montados para outros aspectos da maturação para ocorrer. “Nós aprendemos que os sarcomeres não são apenas importantes para a contracção, mas estamos conduzindo provavelmente o programa da maturação,” diz o plutônio.

Fazendo pilhas do coração cresça acima

Totais, os resultados pareceriam sugerir que se você poderia apenas encontrar uma maneira de impulsionar SRF, você poderia conseguir pilhas de músculo laboratório-feitas do coração crescer acima. Mas não era que simples: Quando SRF sobre-foi expressado, as pilhas olharam o mesmos que aqueles sem o SRF de todo.

E esse grupos - acima do objetivo seguinte do laboratório.

As “pilhas parecem muito sensíveis ao nível de SRF,” diz o plutônio. “Você provavelmente não pode manipular SRF próprio. Você tem que compreender o que o está controlando rio acima.”