Basit Bir Enjeksiyon Kalp Krizi Sonrası Kalbin Kendini İyileştirmesine Yardımcı Olabilir
RNA tabanlı yeni bir tedavi yöntemi, kardiyolojinin en kalıcı sorunlarından biri olan kalbin yaralanma sonrası kendini yenileyememesi sorununu çözmeyi hedefliyor.
Kalp krizi sonrasında kan akışını yeniden sağlamak genellikle mücadelenin sadece bir parçasıdır. Tıkalı arterler yeniden açılsa bile, kaybedilen kas hücreleri yeniden oluşmadığı için kalpte kalıcı hasar meydana gelir.
Columbia Mühendislik Fakültesi Biyomedikal Mühendisliği Profesörü Alan L. Kaganov, Ke Cheng, “Kalp, kendini yenileme yeteneği en düşük organlardan biridir” dedi . “Kendiliğinden yenilenme gücü çok, çok sınırlıdır.”
Bu sınırlama, birçok hayatta kalanın daha sonra kalp yetmezliği geliştirmesinin başlıca nedenlerinden biridir. Şimdi araştırmacılar, sadece daha fazla hasarı önlemekle kalmayıp, kalbin kendini onarmasına aktif olarak yardımcı olan farklı bir strateji üzerinde çalışıyorlar.
Cheng ve meslektaşları, vücudu kendi ilaç üreticisine dönüştüren deneysel bir terapi sunuyorlar. Bu yaklaşım, ilacı doğrudan kalbe iletmek yerine, diğer dokuları iyileştirici bir molekül üretmeleri için yönlendirmek üzere RNA kullanıyor ve bu molekül ancak kalbe ulaştığında aktif hale geliyor.
Cheng, “Bu ilacı vermek için göğsü açmanıza veya kalbe tel göndermenize gerek yok,” dedi. “Prensip olarak, hekimin yapması gereken tek şey parçacıkları kola enjekte etmektir.”
Çalışmanın ortak yazarlarından Torsten Vahl gibi kardiyologlar için bu değişim, uzun süredir devam eden bir bakım açığını giderebilir.
Vahl, “Kalp krizi geçiren hastalarımıza stent takarak atardamarları açan bir klinisyen olarak, hastalarımız için karşılanmamış büyük bir ihtiyaç olduğunun son derece farkındayım,” dedi. “Çoğu zaman, daha sonra kalp yetmezliğine yol açan ciddi kalp hasarıyla baş başa kalıyorlar.”
Klinik öncesi çalışmalarda, tek bir enjeksiyon hem küçük hem de büyük hayvanlarda yara dokusunu azalttı ve kalp fonksiyonunu iyileştirdi. Sonuçlar, sadece etkili olmakla kalmayıp aynı zamanda organ nakli veya hücre bazlı tedaviler gibi prosedürlerden daha basit ve erişilebilir olan terapilere doğru potansiyel bir yol öneriyor.
Yeni doğmuş kalplerin bildikleri
Doğumdan sonraki ilk günlerde, birçok memeli hayvan kısa bir süreliğine kalp kası hücrelerini yeniden oluşturma yeteneğini korur. Atriyal natriüretik peptid (ANP) adı verilen bir hormon, kan damarı büyümesini teşvik ederek, iltihabı azaltarak ve yara dokusunu sınırlayarak önemli bir rol oynar.
Vücut yaşlandıkça ANP seviyeleri önemli ölçüde düşer ve bu yenilenme yeteneği büyük ölçüde ortadan kaybolur.
Bu farklılığı incelemek için araştırmacılar, kalp krizi geçiren yeni doğmuş ve yetişkin fareleri karşılaştırdılar. Yeni doğmuş farelerde, ANP’nin öncülünü üreten gen 25 kattan fazla arttı. Yetişkinlerde ise sadece yaklaşık 10 kat arttı ki bu da onarımı desteklemek için yeterli olmayabilir.
Araştırma ekibi, yeni doğmuş farelerde Nppa adı verilen bu geni bloke ettiğinde, hayvanlar doğal iyileşme yeteneklerinin büyük bir kısmını kaybetti.
“Buradaki temel fikir, doğadan öğrenmek,” dedi Cheng. “Yenidoğan kalbi, kalp krizi geçirdikten sonra kendiliğinden bu molekülden daha fazlasını üretiyor. Muhtemelen bu yüzden genç kalpler kendilerini yenileyebiliyor. Yetişkinler yeterli miktarda üretemiyor, bu yüzden kalbe bunu takviye etmenin bir yolunu bulduk.”
Bilim insanları ANP’nin potansiyelini uzun zamandır biliyorlar, ancak vücutta dakikalar içinde parçalandığı için geleneksel bir ilaç olarak kullanımı zorlaşıyor.
Kas, bir RNA ilaç fabrikası olarak işlev görüyor.
İlaçları kalbe kalıcı ve minimal invaziv bir şekilde ulaştırmak zorlu bir iştir. Karaciğer ve akciğer gibi organlar, yapıları ve kan akışları nedeniyle bazı ilaçları doğal olarak emebilirler. Kalbin bu avantajı yoktur, bu da hedefli ilaç dağıtımını daha zor hale getirir.
Vahl, “Bu zorluklar nedeniyle araştırmacılar, kalp damarlarına doğrudan infüzyon yoluyla, kalp kasına enjeksiyon yoluyla ve kalbi çevreleyen zar olan perikardiyuma enjeksiyon yoluyla kalp ilacı dağıtımı üzerinde çalıştılar” dedi. “Bu yöntemlerin hepsi invazivdir ve kateterizasyon laboratuvarında gerçekleştirilmesi gerekir.”
Araştırmacılar, ilacı doğrudan kalbe iletmek yerine iki aşamalı bir strateji geliştirdiler. İlk olarak iskelet kasında inaktif bir öncü madde oluşturuyorlar ve bu madde daha sonra kalbin içinde aktif hale getiriliyor.
Ekip, Nppa için talimatlar taşıyan RNA-lipit nanopartikülleri tasarladı. Kol veya uyluk kasına enjekte edildiğinde, hücreler pro-ANP üretmeye başlar. Bu inaktif molekül, kalbe ulaşana kadar kan dolaşımında ilerler.
Orada, Corin adı verilen bir enzim onu aktif ANP’ye dönüştürür. Corin, kalpte diğer organlara göre yaklaşık 60 kat daha fazla bulunur ve bu da aktivasyonun esas olarak ihtiyaç duyulan yerde gerçekleşmesini sağlar.
Cheng, “Hedefleme, kalpte doğal olarak bulunan bir enzimin belirli bir şekilde parçalanmasına dayanıyor,” dedi. “Buradaki fikir, kalbe dokunmanıza veya göğsü açmanıza gerek olmaması. Tek yapmanız gereken kola enjeksiyon yapmak.”
Etkiyi uzatmak için araştırmacılar, hücrelerin içinde çoğalabilen kendi kendini çoğaltan RNA (saRNA) kullandılar. Tek bir enjeksiyon en az dört hafta boyunca etkisini sürdürdü.
Cheng, “Hastanın bugün ve yarın hastaneye gitmesine gerek yok,” dedi. “Ayda sadece bir kez gitmeleri gerekebilir.”
Geleceğe bakış
Yeni tedavilerin insan denemelerine geçmeden önce, çeşitli gerçekçi koşullar altında işe yaraması gerekir. Cheng’in ekibi yaklaşımlarını büyük hayvanlarda, yaşlı farelerde, ateroskleroza yatkın hayvanlarda ve diyetle indüklenen tip 2 diyabetli farelerde test etti.
Ayrıca, kalp krizinden bir hafta sonra, önemli hasarın zaten meydana geldiği bir dönemde tedavi uygulayarak gecikmiş tedaviyi de incelediler. Tedavi tüm vakalarda etkili oldu.
Araştırmaya Columbia Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği Bölümü’nden işbirlikçiler, Milstein Kardiyoloji Bölümü ve Karşılaştırmalı Tıp Enstitüsü’nden uzmanlar katıldı.
Cheng, “İlacı farklı hastalık komorbiditelerinde test ettik,” dedi. “Ve ayrıca gecikmiş tedaviyi de test ettik. Umuyoruz ki, bir hasta ilacı almadan haftalar önce kalp krizi geçirmiş olsa bile, ilaç yine de etkili olur.”
Kalp hastalıklarının ötesinde, bu yaklaşım böbrek hastalığı, yüksek tansiyon ve preeklampsi gibi durumların tedavisinde de yardımcı olabilir.
Vahl, “Hücre hasarı sadece kalbi değil, birçok organı etkileyen bir sorundur,” dedi. “Bu tür bir terapinin klinik ortamda kalp hücrelerini yenileyebileceğini kanıtlayabilirsek, bu fikir potansiyel olarak diğer organlara da aktarılabilir.”
Cheng, bu tedaviyi Columbia Hücre Mühendisliği ve Tedavisi Girişimi’nde üretmeyi ve Columbia Üniversitesi Irving Tıp Merkezi’nde birinci aşama güvenlik denemesine başlamayı planlıyor.
Cheng, “Üretim için kendi bünyemizdeki kaynaklarımızı kullanabilir ve ardından klinik denemelere başlayabiliriz,” dedi. “Columbia her ikisini de yapabilir.”
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Basit Bir Enjeksiyon Kalp Krizi Sonrası Kalbin Kendini İyileştirmesine Yardımcı Olabilir