Preskočiť na obsah Preskočiť na pätu (NCP VaT)
VEDA NA DOSAH – váš zdroj informácií o slovenskej vede

Špeciálna náplasť má podporiť funkciu zlyhávajúceho srdca

VEDA NA DOSAH

V rámci klinickej štúdie sa bude náplasť testovať na 53 pacientoch so zlyhávajúcim srdcom. Prvé výsledky budú k dispozícii koncom roka 2025.

Srdcová náplasť z kmeňových buniekv kolagénovom hydrogéle

Srdcová náplasť z kmeňových buniek v kolagénovom hydrogéli. Zdroj: UMG. Grafika: UMG/Eva Meyer-Besting

Srdcová nedostatočnosť alebo srdcové zlyhávanie postihuje celosvetovo približne 60 miliónov ľudí. Na Slovensku je to podľa údajov Národného ústavu srdcových a cievnych chorôb asi stotisíc pacientov. Ide o stav, keď je srdcový sval oslabený a nie je schopný plniť svoju prečerpávaciu funkciu. Vinou toho sa krv, ktorá by mala byť vypudená k všetkým orgánom tela, hromadí v žilovom obehu.

Príčiny vzniku srdcového zlyhávania môžu byť rôzne. Väčšinou vzniká ako dôsledok iného kardiovaskulárneho ochorenia. Rizikom sú aj pridružené ochorenia ako cukrovka, vysoký krvný tlak či obezita.

Liečba zlyhávajúceho srdca

U pacientov so srdcovou nedostatočnosťou sa lieči jednak choroba, ktorá spôsobila zlyhávanie srdca, jednak pridružené ochorenia. Niekedy treba obnoviť či zlepšiť zásobovanie srdcového svalu krvou, a tak je namieste operačné premostenie koronárnych tepien srdca (bajpasy) či ich rozširovanie balónikovým katétrom. Inokedy je vhodná operácia chlopní.

Druhým smerom liečby je kontrola či podpora srdcovej činnosti, ochrana srdca a predchádzanie zhoršovaniu ochorenia. V závažných prípadoch sa situácia rieši voperovaním strojčeka na srdce, takzvaného kardiostimulátora. Keď zlyhajú všetky ostatné liečebné postupy, pristupuje sa k transplantácii srdca.

Pri pokročilej srdcovej nedostatočnosti spomínané terapeutické možnosti často zlyhávajú. „Napriek terapeutickým možnostiam sa pokročilá srdcová nedostatočnosť spája s výraznou mierou úmrtnosti, ktorá predstavuje asi päťdesiat percent ročne,“ uviedol Wolfram-Hubertus Zimmermann, vedúci Ústavu farmakológie a toxikológie Univerzitnej nemocnice v Göttingene, na nedávnej tlačovej besede. „Zoznamy čakateľov na transplantáciu srdca sú dlhé a počet vhodných darcovských sŕdc je malý,“ dodal. Zimmermann preto už roky pracuje na alternatívnej metóde liečby tohto ochorenia. „Chceme sa pokúsiť opraviť poškodené srdce – a chceme to urobiť implantovaním takzvanej srdcovej náplasti.“

Svalové bunky z laboratória

Prístup, ktorý Zimmermannov tím prezentuje v štúdii uverejnenej vo vedeckom časopise Nature, je založený na kultivácii telových (somatických) buniek, ktoré sa v laboratórnych podmienkach prenesú do štádia kmeňových buniek. Z takzvaných indukovaných pluripotentných kmeňových buniek (iPS) potom môžu vzniknúť rôzne telesné bunky podľa potrieb konkrétneho výskumu.

Pre srdcovú náplasť výskumníci kultivujú z iPS buniek tkanivo srdcového svalu obsahujúce svalové aj spojivové bunky. Podľa Zimmermanna trvá proces výroby implantátu s rozmermi približne sto štvorcových centimetrov asi tri mesiace. Pri použití v praxi sa náplasť najprv pripraví v operačnej sále a potom sa aplikuje priamo na oslabený srdcový sval, aby sa oblasť posilnila.

Náplasť testovali najprv na zvieratách

Náplasť už vedecký tím otestoval na potkanoch a na makakoch rézus v Nemeckom centre pre primáty – Leibnitzovom inštitúte pre výskum primátov (DPZ). Podľa vedcov tri až šesť mesiacov trvajúce pokusy potvrdili, že implantát vyrobený zo 40 až 200 miliónov buniek podporil funkciu srdcového svalu a zlepšil tak činnosť srdca.

Zobrazovacie postupy a analýzy tkanív ukázali dlhodobý efekt implantovaných buniek srdcového svalu a posilnenie prečerpávacej funkcie srdca zvierat. „Zaznamenali sme stabilizáciu aj kontraktilnú podporu (pomoc pri sťahovaní srdcového svalu). Stabilizácia sa začína skôr a kontraktilná podpora neskôr,“ uviedol Zimmermann. „Ide o biologický implantát, ktorý žije aj po implantácii a môže vyvinúť rôzne účinky. Predpokladáme, že kontraktilita implantovaných buniek bude pre pacientov mimoriadne užitočná.“

Prebieha klinická štúdia

Na základe výsledkov pokusov na zvieratách povolil Inštitút Paula Ehrlicha prvú klinickú štúdiu na svete, počas ktorej bude náplasť testovaná na ľuďoch. Od roku 2021 už Univerzitné medicínske centrum v Göttingene a Univerzitné medicínske centrum v Šlezvicku-Holštajnsku liečilo náplasťou pätnásť pacientov. V rámci klinickej štúdie má náplasť na srdce dostať celkovo 53 ľudí. Prvé komplexné údaje sa očakávajú koncom roka 2025.

Už teraz sa však odborníci domnievajú, že liečba srdcovými náplasťami by mohla mať rovnako pozitívne účinky u ľudí ako pri makakoch rézus. Príkladom úspešnosti náplasti je príbeh 46-ročnej pacientky. Náplasť obsahujúcu 400 miliónov buniek jej aplikovali v roku 2021. Výkon ľavej komory sa u pacientky zvýšil z 35 na 39 percent. U zdravého človeka je to približne 60 percent.

Významný míľnik v liečbe zlyhávajúceho srdca

Na výrobu náplasti, ktorú vedci testujú v klinickej štúdii, neboli použité bunky samotných pacientov, ale cudzie bunky. Hoci je možné vyrobiť náplasť aj z buniek samotného pacienta, ide podľa Zimmermanna o podstatne drahší a časovo náročnejší proces. Aj pri použití vlastných buniek navyše v niektorých prípadoch dochádza k tomu, že organizmus náplasť neprijme, ako ukázali pokusy na opiciach.

Implantát má vlastne preklenúť čas, kým bude u pacienta možné vykonať transplantáciu srdca. Tiež môže slúžiť ako alternatíva k mechanickej pumpe. Podľa Zimmermanna by však implantát mohol byť pre mnohých pacientov aj trvalým riešením, hoci pacienti musia po zákroku po zvyšok života užívať imunosupresíva. Vedci zatiaľ nezaznamenali žiadne dôkazy o závažných vedľajších účinkoch alebo dokonca o zvýšenom riziku vzniku nádorov v dôsledku implantovaných buniek.

Molekulárny biológ Frank Edenhofer z Univerzity v Innsbrucku uviedol pre portál science.ORF.at, že ide o „dôležitý míľnik vo vývoji terapií na báze kmeňových buniek“. Edenhofer na štúdii neparticipoval, dlhodobo sa však zaoberá kmeňovými bunkami a ich využitím v medicíne

Edenhofer vyzdvihol najmä význam indukovaných pluripotentných kmeňových buniek, pretože sú k dispozícii v neobmedzenom množstve a možno ich špeciálne prispôsobiť potrebám pacientov.

Zdroj: UMG, science.ORF.at, VUSCH, NUSCH

(zh)

CENTRUM VEDECKO-TECHNICKÝCH INFORMÁCIÍ SR Ministerstvo školstva, výskumu, vývoja a mládeže Slovenskej republiky

Mediálni partneri

ÁMOS vision FonTech Startitup