artykuły, patrz p 2919, 2931, 2960, 2963 i 2967

nowoczesne leczenie reperfuzyjne we wczesnych stadiach ostrego zawału mięśnia sercowego, co jest naprawdę dość cudowne, jeśli zatrzymasz się, aby o tym pomyśleć, powstało z fundamentalnego zrozumienia zakrzepicy wieńcowej. Czy uda nam się kiedyś przywrócić funkcjonalność pacjentom, którzy przychodzą w ciągu kilku dni, a nawet lat, po zawale mięśnia sercowego? Jeśli kiedykolwiek będziemy opracowywać zabiegi biologiczne, które przywracają pracę serca poprzez regenerację tkanek, musimy zrozumieć podstawy. Tak więc, jak kardiomiocyty serca się uzupełniają, jest czymś więcej niż naukową ciekawostką, ponieważ to fundamentalne zrozumienie będzie prawdopodobnie kluczowe dla budowania skutecznych strategii regeneracyjnych dla wadliwych serc.

w tej kwestii obiegu 5 grup badaczy podjęło tę samą kwestię biologiczną i wszyscy doszli do tego samego wniosku: że komórki w sercu wyrażające antygen powierzchniowy komórki Sca – 1 nie stają się kardiomiocytami w żadnym znaczącym stopniu, a zamiast tego stają się komórkami śródbłonka. Artykuły te dodają do rosnącej liczby dowodów na to, że u dorosłych ssaków nowe kardiomiocyty powstają z wcześniej istniejących kardiomiocytów, a rzadko (jeśli w ogóle) z dorosłych sercowych komórek macierzystych.1 jednak te nowe artykuły nie stanowią tylko kawałka układanki biologii mięśnia sercowego; razem artykuły dostarczają również perspektywy na to, jak nauka rozwija się w czasie, aby przynieść korzyści nam wszystkim. Aby wyjaśnić ten punkt, warto zastanowić się, jak zaczęła się koncepcja dorosłych sercowych komórek macierzystych.

dorosłe komórki macierzyste są komórkami, które mogą się samoodnawiać, a także różnicować do ≥2 różnych typów komórek. Istnieją ugruntowane przykłady dorosłych komórek macierzystych, na przykład w układzie krwiotwórczym, nabłonku jelitowym i mieszku włosowym.2 około 15 lat temu dorosłe komórki macierzyste były ekscytujące dla wszystkich dziedzin Biologii Ssaków, nie bez powodu.3 wykorzystanie embrionalnych komórek macierzystych było bardzo kontrowersyjne ze względów etycznych i religijnych; stąd dorosłe komórki macierzyste okazały się rozwiązaniem regenerującym ludzkie tkanki. George Walker Bush był prezydentem Stanów Zjednoczonych i wspierał badania nad komórkami macierzystymi dorosłych, ale sprzeciwiał się badaniom nad embrionalnymi komórkami macierzystymi.4 dorosłe komórki macierzyste mogą potencjalnie zostać wyizolowane z istniejącej tkanki (być może nawet z małej biopsji lub próbki krwi), rozszerzone, a następnie wykorzystane do stworzenia nieograniczonej liczby własnych zróżnicowanych komórek pacjenta. Bez względu na to, jaka tkanka jest przedmiotem zainteresowania, badacze chcieli zidentyfikować i wyizolować przypuszczalne endogenne dorosłe komórki macierzyste tej tkanki.

koncepcja rezydentnych dorosłych sercowych komórek macierzystych była zatem niezwykle atrakcyjna, ponieważ izolowanie i wykorzystywanie takiej komórki mogłoby teoretycznie wygenerować nowe autologiczne komórki do odtworzenia uszkodzonych serc. Każdy pacjent może być własnym dawcą kardiomiocytów. Wyzwaniem dla badaczy układu sercowo-naczyniowego było znalezienie dorosłych komórek macierzystych serca; bez markera powierzchni komórki do identyfikacji komórek, to było jak szukanie igły w stogu siana, nie wiedząc, jak wygląda igła. W ten sposób liczni badacze naturalnie zwrócili się do układu krwiotwórczego dorosłych, w którym dobrze scharakteryzowane cząsteczki powierzchni komórek, takie jak c-kit i Sca-1, zostały już zidentyfikowane na komórkach macierzystych. (Historia c-kit nabrała własnego życia i nie będzie szczegółowo omawiana w tym krótkim artykule redakcyjnym.)

Sca-1 należy do nadrodziny białka Ly6; istnieje co najmniej 35 ludzkich i 61 mysich białek Ly6.5 Funkcja białka powierzchni komórek myszy SCA-1 jest nadal nieznana i nie ma wyraźnego ludzkiego odpowiednika (ortolog) białka myszy SCA – 1; region genomu myszy kodujący SCA-1 i kilka innych białek Ly6 jest nieobecny w ludzkim genomie.5 w 2003 r. Oh i wsp. 6 informowali o wyizolowaniu komórek Sca-1+ z mięśnia sercowego myszy; komórki te można hodować i kierować w kierunku pozornych kardiomiocytów w laboratorium. Ponadto, po wstrzyknięciu do uszkodzonych serc myszy, komórki Sca-1+ zdawały się łączyć z kardiomiocytami i różnicować się w kardiomiocyty. Jednak transplantacja komórek może nie odzwierciedlać ich endogennej naturalnej roli, a zatem Uchida i wsp. 7 badali mysz, która wyrażała białko fluorescencyjne na komórkach, które w pewnym momencie wyrażały Sca-1. Używanie myszy genetycznie zmodyfikowanych do oznaczania komórek wyrażających Gen pozwala na śledzenie tych komórek w czasie, technika w biologii rozwojowej zwana ” mapowaniem linii.”Uchida i wsp. doszli do wniosku, że nonkardiomiocyty, które ulegały ekspresji Sca-1, w sposób ciągły generują kardiomiocyty przez całe życie w wysokim tempie.7

koncepcja komórek Sca-1+ jako dorosłych komórek macierzystych serca nie była do tej pory w pełni zbadana przez szersze środowisko naukowe. W tym numerze obiegowym, 2 oryginalne artykuły z badań podstawowych i 3 listy badawcze odnoszą się do tej koncepcji z nową mysią technologią inżynierii genetycznej. Badanie przeprowadzone przez Neidig i wsp. 8 opisuje wprowadzenie rekombinazy indukowanej lekiem (tamoksyfen, szeroko stosowany do mapowania linii) do genomu myszy w locus Sca-1. Włączając rekombinazę z tamoksyfenem i oznaczając komórki Sca-1+, ustalono, że komórki SCA-1+ stały się komórkami śródbłonka, z zaznaczonymi bardzo nielicznymi kardiomiocytami. Vagnozzi i wsp. 9 zastosowali metodę rekombinazy indukowanej, a także wytworzyli konstytutywną (zawsze włączoną) rekombinazę w locus Sca-1; odkryli, że komórki SCA-1+ generowały unaczynienie serca w trakcie rozwoju, podczas starzenia się i po urazie, z trywialnym wkładem w populację kardiomiocytów. W trzecim badaniu,przeprowadzonym przez Zhang i wsp., 10 zaprojektowano serię genetycznie zmienionych myszy w celu identyfikacji i śledzenia komórek Sca-1+ w sercu; stwierdzono, że komórki SCA-1+ należą tylko do linii śródbłonka. W czwartym badaniu przeprowadzonym przez Tang i wsp.11 uzyskano nową mysz z indukowaną rekombinazą Cre wykonaną razem z białkiem Sca-1 i z samorozszczepiającą się sekwencją peptydową między białkiem Cre a endogennym białkiem SCA-1; strategia ta nie zakłóca endogennej produkcji białka SCA-1. Tang i wsp. 11 stwierdzili, że z komórek Sca-1+ nie powstają kardiomiocyty, przy czym komórki SCA-1+ wytwarzają głównie komórki śródbłonka i fibroblasty. Wreszcie, piąte badanie przeprowadzone przez Soonpaa i wsp.12 wyizolowało komórki SCA-1+ od myszy, które wykazywały ekspresję fluorescencyjnego białka reporterowego i drugiego reportera, który oznaczał jądra kardiomiocytów; pozwoliło to badaczom przeszczepić komórki SCA-1+ do uszkodzonych komórek serca i ustalić, czy komórki stały się kardiomiocytami. Soonpaa i wsp. nie stwierdzili żadnych kardiomiocytów pochodzących z przeszczepionych komórek Sca-1+.

tak więc, stosując wiele różnych technik w wielu różnych laboratoriach, te 5 badań pokazuje, że komórki Sca-1+ w sercu rzadko stają się kardiomiocytami, a dominującym losem komórki serca SCA-1+ ma stać się komórką śródbłonka (rysunek). Z perspektywy czasu nie powinniśmy się dziwić, że komórki Sca-1+ i komórki c-kit+ 13 stają się głównie komórkami śródbłonka w sercu, ponieważ markery te zostały opisane w hematopoetycznych komórkach macierzystych. Komórki śródbłonka i hematopoetyczne komórki macierzyste mają wiele markerów i pochodzenie rozwojowe.

czy badacze, którzy początkowo zaproponowali komórki Sca-1+ jako dorosłe komórki macierzyste serca, zrobili coś złego? Absolutnie nie. Są to badacze, którzy przez całą swoją wybitną karierę prowadzili wybitne badania naukowe. W poprzednich badaniach wykorzystano najlepsze techniki w tym czasie i zgłoszono obserwacje, które są nadal aktualne dla stosowanych podejść. Jednak brakowało pytania o rolę endogennych komórek Sca-1+, co wymagało omówionych tu podejść do mapowania linii. Jako przykład tego, w jaki sposób nowe techniki mogą zmienić wnioski, moje własne laboratorium przeprowadziło dziesięć lat temu badania, które sugerowały znaczenie dorosłych sercowych komórek macierzystych14, aby później odkryć za pomocą bardziej zaawansowanej technologii, że istniejące kardiomiocyty są głównym źródłem nowego pokolenia miocytów w DOROSŁYM sercu ssaków.15 ponadto, chociaż badania nad tym zagadnieniem krążenia rygorystycznie eliminują koncepcję, że komórki SCA-1+ wytwarzają znaczące kardiomiocyty u myszy, nie eliminują one możliwości produktywnej manipulacji komórkami SCA-1+ serca w laboratorium. Wreszcie, rozszerzenie puli śródbłonka Sca-1+ może dostarczyć nowych wglądów w angiogenezę, a zatem komórki SCA-1+ powinny być kontynuowane jako obszar badawczy.

podsumowując, ten zbiór nowych danych wskazuje, że endogenne komórki Sca-1+ nie są ważnym źródłem kardiomiocytów u dorosłych ssaków, dodając do koncepcji, że same kardiomiocyty są komórkami, które generują nowe kardiomiocyty w DOROSŁYM sercu.16 czy jest to przypadek, w którym jedna grupa badaczy udowadnia, że inna grupa badaczy się myli, czy też jest to nowe techniki prowadzące do zmiany interpretacji? Ten ostatni przypadek jest tutaj, ponieważ jest to z natury sam proces nauki, pracujący w kierunku konsensusu zrozumienia pojęcia z iteracjami, które stosują najlepszą dostępną technologię w tym czasie. I za to powinniśmy pochwalić badaczy, którzy prowadzili badania nad dorosłymi komórkami macierzystymi w tej kwestii krążenia, i badaczy, którzy rozpoczęli tę przygodę. Na dłuższą metę nauka jest bardziej sportem zespołowym niż indywidualnym.

Przypisy