Penelitian kardiomiosit mengungkap cara baru untuk meregenerasi sel jantung yang rusak

Para ilmuwan di Northwestern Medicine telah menemukan cara untuk meregenerasi sel otot jantung yang rusak pada tikus, yang dapat membuka cara baru untuk mengobati cacat jantung bawaan pada anak-anak dan kerusakan jantung setelah serangan jantung pada orang dewasa, menurut sebuah penelitian yang diterbitkan di Jurnal Investigasi Klinis.

Sindrom jantung kiri hipoplastik (HLHS) adalah kelainan jantung bawaan langka yang terjadi ketika sisi kiri jantung bayi tidak berkembang dengan baik selama kehamilan, lapor Rumah Sakit Anak Ann & Robert H. Lurie di Chicago. Kondisi ini memengaruhi satu dari 5.000 bayi baru lahir dan bertanggung jawab atas 23% kematian akibat penyakit jantung pada minggu pertama kehidupannya.

Kardiomiosit, sel yang bertanggung jawab untuk mengontraksikan otot jantung, dapat beregenerasi pada mamalia yang baru lahir namun kehilangan kemampuan ini seiring bertambahnya usia, kata Paul Shumaker, Ph.D., profesor pediatri di departemen neonatologi dan penulis senior studi tersebut..

"Saat lahir, sel otot jantung mungkin masih mengalami pembelahan mitosis," kata Schumaker. "Misalnya, jika jantung tikus yang baru lahir rusak pada usia satu atau dua hari, dan kemudian Anda menunggu hingga tikus tersebut dewasa, saat Anda memeriksa area jantung yang rusak, Anda tidak akan pernah tahu bahwa ada kerusakan di sana."

Dalam penelitian terkini, Shumaker dan rekan-rekannya berusaha memahami apakah kardiomiosit mamalia dewasa dapat kembali ke keadaan regeneratif janin.

Karena kardiomiosit janin bertahan hidup dengan glukosa alih-alih menghasilkan energi seluler melalui mitokondria, Schumaker dan rekan-rekannya menghapus gen terkait mitokondria, UQCRFS1, di jantung tikus dewasa, yang menyebabkannya kembali ke keadaan seperti janin.

Pada tikus dewasa dengan jaringan jantung yang rusak, para peneliti mengamati bahwa sel-sel jantung mulai beregenerasi setelah UQCRFS1 dihambat. Sel-sel tersebut juga mulai mengonsumsi lebih banyak glukosa, mirip dengan cara kerja sel-sel jantung janin, menurut penelitian tersebut.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan penggunaan glukosa juga dapat memulihkan pembelahan dan pertumbuhan sel pada sel-sel jantung dewasa dan dapat memberikan arah baru untuk mengobati sel-sel jantung yang rusak, kata Shumaker.

"Ini adalah langkah pertama untuk memecahkan salah satu pertanyaan terpenting dalam kardiologi: bagaimana kita membuat sel-sel jantung membelah lagi sehingga kita dapat memperbaiki jantung?" kata Shumaker, yang juga seorang profesor biologi sel dan perkembangan serta kedokteran di departemen kedokteran paru dan perawatan kritis.

Berdasarkan penemuan ini, Shumaker dan rekan-rekannya akan fokus pada identifikasi obat-obatan yang dapat menginduksi respons ini pada sel-sel jantung tanpa modifikasi genetik.

"Jika kita dapat menemukan obat yang mengaktifkan respons ini dengan cara yang sama seperti modifikasi genetik, kita kemudian dapat menghilangkan obat tersebut setelah sel-sel jantung tumbuh," kata Shumaker. "Pada anak-anak dengan HLHS, hal ini memungkinkan kita untuk mengembalikan ketebalan dinding ventrikel kiri yang normal. Hal ini dapat menyelamatkan nyawa."

Pendekatan ini juga dapat digunakan untuk orang dewasa yang telah menderita serangan jantung, kata Shumaker.

"Ini merupakan proyek yang hebat dan saya berterima kasih kepada semua orang yang terlibat," kata Shumaker. "Makalah tersebut mencantumkan 15 anggota fakultas Northwestern sebagai rekan penulis, jadi ini benar-benar merupakan usaha tim."