Udoskonalone kardiomiocyty do przeszczepów
Ludzkie embrionalne komórki macierzyste (hESC) i indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPS) stają się coraz ważniejszymi źródłami do pozyskiwania wielu typów zróżnicowanych komórek. Pochodzą od człowieka, łatwo można je wyizolować i cechuje je długie przeżycie w kulturach, co sprawia, że są idealnymi narzędziami medycyny regeneracyjnej. Dotychczasowe prace wykazały, że różnicowanie komórek serca z komórek hESC i iPS umożliwia uzyskanie niedojrzałych kardiomiocytów o fenotypie podobnym do komórek noworodka. Zgromadzone dowody sugerują, że dojrzewanie kardiomiocytów jest regulowane przez hormony tarczycy. Na wczesnych etapach rozwoju prekursory kardiomiocytów są oporne na działanie matczynych hormonów tarczycy, aby uniknąć przedwczesnych efektów. Mechanizmy tej oporności przypominają te obserwowane w różnicowaniu in vitro sercowych komórek macierzystych. Aby dokładniej zbadać to zagadnienie naukowcy z finansowanego przez UE projektu T3D3 STEM CELLS postanowili modulować szlak hormonów tarczycy, aby uzyskiwać bardziej dojrzałe kardiomiocyty. W tym celu oceniali wpływ hormonu T3 na dojrzewanie kardiomiocytów pozyskanych z komórek hESC lub iPS. Badali poziom szeregu markerów różnicowania komórek serca i stwierdzili, że T3 nie ma wpływu ani na wielkość, ani na uporządkowanie tych komórek. Jednakże komórki poddane wpływowi T3 wykazywały zwiększoną skłonność do spontanicznego bicia przy zmienionej dynamice wewnątrzkomórkowych poziomów wapnia, będącego głównym czynnikiem regulującym uderzenia serca. Łącznie te wyniki sugerują, że stosowanie T3 umożliwia uzyskanie bardziej dojrzałego fenotypu kardiomiocytów. Co ciekawe, naukowcy stwierdzili, że obecność dejodynazy III, enzymu modyfikującego hormon tarczycy, w pozyskanych z hESC kardiomiocytach wiązała się z niedojrzałym fenotypem. Podczas rozwoju ten enzym rozkłada matczyny hormon T3, aby zapobiec przedwczesnemu wzrostowi i dojrzewaniu serca. Kiedy stosowano inhibitor dejodynazy III w połączeniu z hormonem T3, uzyskiwano jeszcze bardziej dojrzałe komórki. Podsumowując, wyniki badania T3D3 STEM CELLS podkreślają znaczenie szlaku hormonu tarczycy w różnicowaniu kardiomiocytów. Modulowanie tego szlaku poprzez stymulację hormonów lub inhibicję cząsteczek je modyfikujących może pozwolić uzyskać z komórek macierzystych bardziej dojrzałe kardiomiocyty.
Słowa kluczowe
Choroba układu krążenia, różnicowanie, kardiomiocyt, ludzkie embrionalne komórki macierzyste, indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste, hormon tarczycy, dejodynaza typu III