Kan tilførsel av ny energikilde reparere hjertet etter hjerteinfarkt?
Studier av hjertelidelser viser at dårlig fungerende mitokondrier, cellenes «energiverk», står sentralt i sykdomsprosessen. Ny kunnskap viser samtidig at mitokondrier kan overføres fra én celle til én annen i en naturlig prosess, hvor de kan erstatte eller fjerne skadde mitokondrier. En fremtidig administrering eller transplantasjon av «friske» mitokondrier for å forbedre hjertefunksjonen hos pasienter med hjertelidelser har derfor et stort potensial som ny behandlingsform for hjertelidelser.
Denne repareringsprosessen, der celler deler mitokondrier og «hjelper hverandre», er et nyoppdaget og ganske ukjent terreng for forskningen – og har samtidig raskt blitt et viktig tema innen hjertemedisin på grunn av de potensielle gevinstene det på sikt kan medføre.
Kunnskapen bygger på oppdagelser fra studier av dyr, lab-analyse og enkelttilfeller av eksperimentell behandling for hjertesykdom hos mennesker. Grunnideen er at om celler kan dele mitokondrier, kan de trolig også oppta tilførte mitokondrier – og dermed kunne hjelpe skadet vev med å helbredes.
Fargekodene hjerteceller dyrket fra stamceller gir ny innsikt
- Prosjektet undersøker rent konkret forflytningen av mitokondrier mellom en donorcelle og en mottagercelle. Dette kan finne sted mellom ulike celler i kroppen, men vi fokuserer på hjerteceller i akkurat denne forskningen. Denne mekanismen kan ha ulike effekter i kroppen, både positive og negative, forklarer Calvoli.
Calvoli jobber til daglig ved kardiovaskulær forskningsgruppe på Institutt for klinisk medisin ved UiT, og veiledes av professor Åsa Birna Birgisdottir.
- Dette er en relativt ny oppdagelse og det er mye vi ikke vet enda, ikke minst om den spesifikke mekanismen om hvordan denne overføringen finner sted. Det er blant annet det vi jobber for å finne ut av, sier han videre om det spesifikke forskningsprosjektet ved instituttet.
I utforskningen bruker forskerne genetisk endrede stamceller. Stamceller er kroppens «byggeklosser», som tilpasses i forskningen ved å endre deler av arvestoffet slik at cellene får nye eller forbedrede egenskaper. I laboratoriet omgjøres så stamcellene til hjerteceller som slår. Hjertecellene blir deretter plassert i et geleaktig materiale under mekanisk belastning slik at det utvikles et lite hjertevev som spontant trekker seg sammen. En slik hjertevevsmodell gjør det mulig å undersøke prosesser i hjertecellene under kontrollerte forhold.
- Vi har fargekodet disse cellene i rødt og grønt, slik at vi i mikroskopet faktisk kan se reisen mitokondriene legger ut på fra en celle til en annen. På denne måten kan vi studere mekanismen nøye og utføre eksperimenter for å kunne forstå den i dybden, sier Calvoli.
Kan potensielt reparere skadet hjerte etter infarkt
Forskningen kan på sikt bli et konkret botemiddel mot eksempelvis det som kalles iskemisk skade ved hjerteinfarkt, som skyldes at blodstrømmen til hjertemuskelen blir blokkert. Uten blodtilførsel mangler cellene næringsstoffer og oksygen over tid og dør. Hjertecellene repareres ikke av seg selv ved en slik skade, blir dermed heller ikke erstattet av nye og et arr i hjertemuskelen oppstår.
- Det vi forsker på har et behandlingspotensial på grunn av muligheten som ligger i mitokondrie-overføringen for å styrke hvordan hjertet repareres etter denne typen skade, sier Calvoli om nyoppdagelsen.
- Dette vil ta tid, men jeg håper denne kunnskapen kan bli et verktøy for legene i behandlingen av hjertesykdom i fremtiden. Dette kan for eksempel virke ved å ta mitokondrier fra en pasient og injisere dette i vevet som har en skade, forklarer han videre.
- Giverne gjør det mulig for meg å vie meg helt til hjertemedisinen
Selv om oppdagelser på laboratoriet kan ligge tilsynelatende fjernt fra fungerende medisinsk behandling, er motivasjonen sterk hos den unge forskeren.
- Selv om arbeidet mitt enn så lenge ligger et stykke unna pasientene, er jeg ikke redd for at innsatsen er bortkastet på noen måte. Denne kunnskapen vil bli nyttig, det er jeg helt sikker på, understreker Calvoli.
Han retter også en stor takk til Nasjonalforeningens givere som gjør ny kunnskap og fremskritt innen hjertemedisin mulig:
- Det betyr utrolig mye. Jeg ville ikke ha vært her og kunne gjort dette arbeidet om det ikke var for giverne. Jeg har en spesiell interesse av hjertemedisinsk forskning, og støtten gjør det ikke minst mulig for meg å vie meg til akkurat dette fagfeltet med full kraft og innsats, understreker Mauro Calvoli.