Разбитите сърца отдавна въодушевяват певците и поетите, но учените също са заети с буквалното значение на тези думи и сега се надяват да използват електрическа генна терапия като революционно ново лечение за сърдечни заболявания.
Сърдечните заболявания са най-големият убиец в ЕС. Само през 2013 г. вследствие на сърдечно-съдови заболявания са регистрирани 1,9 милиона смъртни случая, което представлява 37,5% от всички смъртни случаи през тази година.
„Някой може просто да се свлече – сърцето спира да се свива правилно и човекът може бързо да умре, ако не се предприемат подходящи действия“ – казва д-р Даниел Пийнпалс, учен кардиолог в Медицински център на университета в Лийдън, Холандия, който току-що е започнал първото по рода си изследване, за да се опита да връща сърцата отново в нормален ритъм.
Хората, изложени на риск от нарушения на сърдечния ритъм, могат да бъдат снабдени с имплантируем кардиовертерен дефибрилатор (ИКД, известен като пейсмейкър), който прави електрически шок всеки път, когато открие подозрителен сърдечен ритъм. Но какво би станало, ако самото сърце открива и коригира тези смущения?
Това е целта на проекта Bio-ICD на д-р Пийнпалс, който има нов план: „Бих искал да разбера как сърцето би могло да действа като ИКД, но без метални кабели, софтуер и най-вече без електро шокове с високо напрежение.“
Изследователите проучват възможността да използват нашите гени за откриване и предотвратяване на сърдечни заболявания.
Илюстрация: „Сърдечна амилоидоза“, Nephron, лицензирана от CC 3.0 unported
Неговата амбициозна стратегия е сърдечните клетки да забелязват нарушения на ритъма и след това да прилагат собствени електрически удари, за да възстановят ритъма на сърцето. Наблюдателите на ритъма и фиксаторите ще бъдат протеини, направени от гени, спуснати с „парашут“ в сърцето от безвреден вирус.
„Белтъкът не само ще бъде детектор, но ще произвежда електрически токове, необходими за прекратяване на аритмията (необичаен ритъм) отвътре“, обяснява д-р Пийнпалс.
Такъв биологично интегриран сърдечен дефибрилатор или Bio-ICD ще предложи предимства пред днешните електронни устройства, които се позиционират чрез операция и понякога могат да причинят инфекции. Тъй като те са електронни устройства, имат редица недостатъци, като ограничен живот на батерията и технически неизправности. Също така, понякога техният софтуер открива проблем, когато няма такъв и доставя ненужен шок.
– Не бива да подценявате влиянието на тези шокове с високо напрежение – казва д-р Пийнпалс. – По-късно те могат да причинят силна болка и тревожност – това може да бъде травматизиращо.
Той се надява, че неговият биологичен шок ще отмине незабелязан от пациента, но ще принуди сърцето му да се върне в стабилен ритъм. Засега той търси правилния протеин и след това ще се заеме с него.
Проектът, финансиран от Европейския съвет за научни изследвания на ЕС (ERC), ще продължи пет години и на този етап д-р Пийнпалс казва, че трябва да знае дали концепцията е осъществима.
„Представям начини да създаваме органи, така че да можем да се справим с днешните болести по ефективен и устойчив начин, като позволим на самите органи да се превърнат в лекарство и то само когато е необходимо“.
Генетичен ремонт
Някой ден млад човек бива достигнат от внезапна сърдечна смърт. Заглавията в медиите избухват, когато млад футболист или спортист се срине, често поради наличието на дефектни гени, присъстващи от раждането.
Професор Силвия Приори, учен кардиолог в университета в Павиа, Италия, казва:
– Понякога хората не се диагностицират, докато не претърпят сърдечен арест по време на тренировка или дори докато просто седят, гледайки телевизия, въпреки че изглеждат млади и здрави.
Смята се, че стотици хиляди хора си отиват от внезапна сърдечна смърт в Европа и САЩ всяка година, като вероятно 15 до 20 % от тях поради генетично заболяване, казва проф. Приори, но добавя, че е трудно да се дадат точни цифри, понеже след смъртта рядко се правят тестове за погрешни гени.
Някои от тези пациенти биха могли да бъдат лекувани, и дори излекувани с помощта на генна терапия, според амбицията на проф. Приори, която работи по два типа сърдечни аномалии, които убиват младите хора. Те са част от нейния проект ЕС-ритъм, финансиран също от ERC.
Тя приема пациенти в своята клиника, които често са уязвими поради един дефектен протеин в клетките им, който напомпва калций през границите на сърдечните мускулни клетки, което е от решаващо значение за доброто биене на сърцето.
Първата грешка, която проф. Приори се опитва да лекува, се нарича катехоламинергична полиморфна камерна тахикардия (CPVT), която причинява нарушен сърдечен ритъм при пациенти по време на физическа активност или силни емоции.
Мутация в генното кодиране на сърцето прави определени калциеви канали нестабилни и склонни към повторно отваряне, създавайки прекомерни потоци от калций, които причиняват смъртоносни сърдечни смущения, обяснява проф. Приори, добавяйки, че един на 10 000 души се ражда с болестта.
Стратегията на проф. Приори е да изхвърли дефектните протеини, като същевременно запази нормалните протеини. Къси битове рибонуклеинови киселини (РНК) предотвратяват производството на протеина от дефектните гени. Това означава, че има по-малко канали за неизправност, които да причинят проблеми.
Изследователите от проекта ЕС-ритъм бяха изненадани колко добре работи терапията, казва проф. Приори.
– Оказа се, че е достатъчно да се намали с 20% количеството мутантен протеин, за да се премахнат анормалните ритми в мишки.
Вторият тип на заболяването е синдром на дълъг QT тип 8 (LQT8), генетично заболяване, което се причинява от дефектен протеин в друг калциев канал, който се намира в сърцето.
– LQT8 е смъртоносна болест и тези деца често не оцеляват след 10 или 12 години – обяснява проф. Приори.
Стратегията й е да се спрат вредните протеини, които се произвеждат в сърцата им, като отново се използват къси парчета от РНК, които ги насочват. Планът е да се доставят в сърцето на пациента с помощта на безвредни вируси.
И все пак има големи предизвикателства. Няма животински модел, който да възпроизвежда сърдечното състояние на LQT8, което означава, че е трудно да се изучава в лаборатория. Тя се надява да създаде нов експериментален модел в прасета, който ще помогне да се изпробва и докаже генната терапия, преди да се опита при пациенти.
Ако е безопасна и ефективна, генната терапия може да бъде важна стъпка напред в лечението на LQT8. Днес няма ефективно лекарствено лечение за болестта.
Справяйки се с две специфични сърдечни заболявания, проф. Приори се надява да отвори вратата за лечение на други сърдечни заболявания.
