研究人员使用基于端粒酶的新基因疗法治疗心脏病
端粒酶可以修复因衰老而产生的细胞损伤,并已成功用于延长小鼠寿命的治疗。现在已经观察到,它也可以用来治疗与衰老过程有关的疾病。西班牙国家癌症研究中心(CNIO)的研究人员设计了一种非常创新的策略,首次用端粒酶治疗心肌梗死:一种只在成年小鼠心脏中重新激活端粒酶基因的基因疗法,从而使这些动物在心脏病发作后的存活率提高17%。
CNIO Maria Blasco团队的研究人员Christian Bär和Bruno Bernardes de Jesús与CNIO生物技术项目的几个单位以及Fátima Bosch(巴塞罗那自治大学)和Kai Wollert(德国汉诺威医学院)的团队一起工作。“我们的研究表明,端粒酶的激活可能是一种预防的治疗策略心失败后心肌梗死,”该研究的作者说自然通讯.
“我们已经发现,在心肌梗死后,表达端粒酶的心脏显示出更少的心脏扩张,更好的心室功能和更小的疤痕心脏病;与对照动物相比,这些心脏事件与增加17%的存活率有关。”
此外,所有证据都指向心肌细胞——负责心脏跳动的细胞——在那些心脏中通过端粒酶再生,这是心脏病发作后治疗中长期寻找的目标。心肌的再生可以对抗心肌梗死后疤痕的形成,疤痕是一种坚硬的组织,它会阻碍心脏功能,增加心肌梗塞的可能性心脏衰竭.
“在治疗心肌梗死和预防心力衰竭时,心脏病学的目标之一是有效的心脏再生,但到目前为止,在这方面还没有任何重大进展,”作者解释说。
它们提醒我们心力衰竭是最常见的死亡原因疾病在世界范围内,心血管疾病的主要风险因素之一就是衰老:这个过程不仅会导致心脏发生变化,使其更容易衰竭,还会降低其自我再生的能力。
成人基因治疗
今天发表的这项研究是另一项研究的一部分,CNIO集团在2012年开发了一种基因技术,重新引入端粒酶基因在一个成年的有机体中。后来研究表明,由于它们重新具有合成端粒酶的能力,老鼠的寿命延长了40%。现在,作者探索了这样一个假设:如果端粒酶延缓衰老,它也可能对抗与衰老相关的疾病,如心脏病。
端粒酶能够通过重建端粒(保护染色体末端的蛋白质罩)来重置细胞的生物钟。每次细胞分裂时,端粒都会逐渐缩短,直到它们达到一个临界长度,这时它们就不能执行保护功能了。然后细胞停止分裂并衰老。在全身水平上,端粒缩短会导致衰老相关的疾病,包括小鼠和人类的心脏功能障碍。
端粒酶阻止了端粒的缩短,但在身体的绝大多数细胞中,它只在出生前才这样做;除例外外,成年细胞不含端粒酶。
该研究的作者接种了成年老鼠病毒基因之间含有端粒酶基因的改良病毒,使成年细胞能够再次表达端粒酶。在他们2012年的开创性工作中,重新引入的端粒酶基因在全身得到了完美表达。但这一次,研究人员只感染了心脏,当他们确定动物在器官中表达端粒酶时,他们就诱导了心脏病发作。
“这些结果表明,成年心脏端粒酶的激活有利于急性心肌梗死模型小鼠的存活,这一效应与心肌细胞具有更长的端粒以及与心脏保护和再生相关的几种途径的激活相一致,”作者总结道。这项研究“为开发基于端粒酶激活治疗慢性和急性心力衰竭的创新策略提供了概念验证”,并为其他与年龄有关的疾病的治疗开辟了新的途径。
这项研究的作者——在格雷戈里奥Marañón总医院心脏病科主任、心脏病专家弗朗西斯科Fernández-Avilés的帮助下——希望很快就能对此进行测试基因治疗作为人体试验的前一步。Fernández-Avilés说:“这项研究因其独创性和方法论而令人印象深刻,而且从临床角度来看完全是颠覆性的,因为它打开了我们以前从未探索过的治疗心脏病的大门。”它之所以至关重要,有两个原因:它证明了保存遗传信息的自然机制与心肌保护和再生有关;它告诉我们,这些机制可以通过适用于患者的治疗方法重新激活。”
进一步探索