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 jalan baru untuk mengobati cacat jantung bawaan pada anak-anak dan kerusakan jantung setelah serangan jantung pada orang dewasa, menurut sebuah penelitian yang diterbitkan dalam Journal of Clinical Investigation.

Sindrom jantung kiri hipoplastik (HLHS) adalah kelainan jantung bawaan langka yang terjadi saat sisi kiri jantung bayi tidak berkembang dengan baik selama kehamilan, menurut 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 kehidupan.

Kardiomiosit, sel yang bertanggung jawab untuk mengontraksikan otot jantung, dapat beregenerasi pada mamalia yang baru lahir tetapi kehilangan kemampuan ini seiring bertambahnya usia, kata Paul Shumaker, PhD, profesor pediatri di divisi neonatologi dan penulis senior penelitian tersebut.

"Pada saat lahir, sel otot jantung masih dapat mengalami pembelahan mitosis," kata Shumaker. "Misalnya, jika jantung tikus yang baru lahir terluka pada usia satu atau dua hari, dan kemudian Anda menunggu hingga tikus tersebut dewasa, saat Anda melihat bagian jantung yang terluka, Anda tidak akan pernah tahu ada luka di sana."

Dalam penelitian saat ini, 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, Shumaker dan 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.

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

"Ini adalah langkah pertama menuju pemecahan 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 Divisi Perawatan Paru dan Kritis.

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

"Jika kita dapat menemukan obat yang mengaktifkan respons ini dengan cara yang sama seperti modifikasi genetik, kita dapat menghentikan obat tersebut setelah sel-sel jantung tumbuh," kata Shumaker. "Dalam kasus anak-anak dengan HLHS, ini dapat memungkinkan kita untuk mengembalikan ketebalan dinding ventrikel kiri yang normal. Itu akan menyelamatkan nyawa."

Pendekatan ini juga dapat digunakan untuk orang dewasa yang pernah mengalami serangan jantung, kata Shumaker.

"Ini adalah proyek besar, dan saya berterima kasih kepada semua pihak yang terlibat," kata Shumaker. "Makalah ini mencantumkan 15 anggota fakultas Northwestern sebagai rekan penulis, jadi ini benar-benar merupakan kerja sama tim."