Co powoduje uszkodzenie serca podczas chemioterapii? Naukowcy już wiedzą i mają na to lek

Naukowcy z Uniwersytetu Medycznego Stanforda odkryli, które geny są odpowiedzialne za uszkodzenie komórek serca podczas chemioterapii. Używając nowej techniki badań, zidentyfikowali także lek, który może zapobiec temu problemowi.

Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda opracowali nową metodę badań genów, która pozwoliła im odkryć, dlaczego chemioterapia, a dokładnie lek o nazwie doksorubicyna, uszkadza komórki serca. Lek ten jest skuteczny w walce z rakiem, ale powoduje, że komórki serca biją nieregularnie, organizują się w niewłaściwy sposób lub umierają. Przy stosowaniu dużych dawek lub przez długi czas, specyfik ten może prowadzić do niewydolności serca.

Profesor Joseph Wu i doktor Stanley Qi, stworzyli narzędzie do analizy genów, które wykorzystuje technologię CRISPR, aby znaleźć geny odpowiedzialne za to uszkodzenie. Odkryli jeden gen, który wydaje się być kluczowy w tym procesie. To odkrycie może pomóc w opracowaniu leków, które zapobiegną uszkodzeniu serca podczas leczenia nowotworów.

Naukowcy wiedzieli, że lek doxorubicin powoduje uszkodzenia komórek serca, ale nie wiedzieli, które geny za to odpowiadają. Skupili się na 2300 genach, które są celem dla już znanych leków. Zastosowali nową metodę screeningową, aby zbadać wpływ doxorubicyny na komórki serca, które pochodziły z komórek macierzystych, mogących przekształcać się w różne typy komórek w organizmie.

Wykorzystując technologię CRISPR, naukowcy wyłączyli lub włączali jeden gen w komórkach serca i następnie poddali je działaniu doxorubicyny. Obserwowali, które komórki przetrwały i zaczęli badać, dlaczego tak się stało. Odkryli, że komórki, które były najbardziej odporne na działanie leku, nie zawierały genu CA12. Ten gen jest ważny dla wielu funkcji organizmu, w tym oddychania i produkcji śliny.

Badania pokazały, że brak genu CA12, chronił komórki serca przed toksycznym działaniem doxorubicyny. Naukowcy wciąż nie wiedzą dokładnie, jak ten gen wpływa na uszkodzenia spowodowane przez lek, ale planują kontynuować badania, aby wyjaśnić tę zależność.

Po odkryciu, że gen CA12 jest odpowiedzialny za toksyczne działanie doxorubicyny na serce, Wu i jego zespół postanowili znaleźć sposób, by zablokować działanie tego genu. Wybrali 40 leków, które mogą hamować białka, takie jak CA12. Następnie podali te leki razem z doxorubicyną komórkom serca, które nie były genetycznie edytowane, i porównali, które z nich przeżyły w najlepszym stanie.

Jeden z leków, indisulam, który jest obecnie badany pod kątem leczenia raka, okazał się skuteczny w ochronie komórek serca przed toksycznością doxorubicyny. Indisulam pomógł komórkom serca utrzymać zdolność do rozkurczu i skurczu oraz wspierał procesy komórkowe.

Następnym krokiem było przetestowanie indisulamu na żywym organizmie. W tym celu podano myszom doxorubicynę, a jednej grupie z nich dodatkowo indisulam. Myszy, które otrzymały indisulam, miały lepszą funkcję serca, mniej oznak uszkodzenia serca i lepiej zachowaną strukturę komórek serca.

Naukowcy chcą zbadać, jak indisulam hamuje działanie CA12 i planują dalsze testy tego leku, aby zredukować toksyczność doxorubicyny. Mają również zamiar badać, jak różne geny współdziałają w uszkodzeniach komórek serca, zamiast skupiać się tylko na jednym genie. Chcą także wykorzystać swoją nową metodę CRISPR do badania innych rodzajów toksyczności i chorób.