Memprogram ulang sel fibroblast jantung untuk diubah menjadi otot jantung yang berdetak – ScienceDaily

Memprogram ulang sel fibroblast jantung untuk diubah menjadi otot jantung yang berdetak – ScienceDaily

[ad_1]

Penyakit kardiovaskular adalah penyebab utama kematian pada manusia. Di seluruh dunia, seiring bertambahnya usia populasi, beban pengobatan gagal jantung meningkat; peluang untuk transplantasi jantung tidak dapat mengimbangi. Karena kardiomiosit dewasa (sel otot jantung) berdiferensiasi habis-habisan dan tidak berkembang biak, regenerasi mungkin jawabannya. Sel pendukung seperti fibroblas dapat langsung diprogram ulang secara in vitro, tetapi kardiomiosit yang diinduksi (iCMs) ini kurang matang dibandingkan in vivo. Sekarang, para peneliti di Universitas Tsukuba telah mengidentifikasi peran kekakuan matriks dan mekanotransduksi dalam pemrograman ulang jantung, menunjukkan bahwa matriks dengan kelembutan yang sebanding dengan miokardium asli meningkatkan efisiensi transformasi ini sekitar 15%.

Miokardium mamalia pada dasarnya tidak mampu beregenerasi setelah cedera. Sebaliknya, bekas luka fibrosa non-kontraktil terbentuk untuk menjaga integritas struktural; hipertrofi kompensasi seringkali tidak memadai untuk mencegah gagal jantung. Meskipun transplantasi sel berpotensi, regenerasi miokard yang rusak dengan pemrograman ulang langsung dari fibroblas jantung, yang jumlahnya berlimpah, merupakan strategi alternatif yang layak.

Para peneliti berusaha untuk menyelidiki jalur pensinyalan untuk pemrograman ulang jantung serta proses mekanotransduktif yang mendasari (di mana sel mengubah tekanan fisik menjadi sinyal elektrokimia). Mereka pertama kali menyiapkan piring polistiren berlapis Matrigel dan hidrogel berbasis Matrigel untuk mereplikasi matriks ekstraseluler (ECM) dengan elastisitas mulai dari jaringan otak hingga tulang. Substrat ini dilapisi dengan fibroblas tikus transgenik yang kemudian ditransduksi dengan empat faktor transkripsi jantung, Gata4, Mef2c, Tbx5 dan hand2 (GHMT), untuk menghasilkan iCM.

“Setelah empat minggu, kami menemukan bahwa substrat lunak menunjukkan lebih banyak secara spontan mengalahkan iCMs, secara maksimal pada miokardium asli yang cocok,” kata penulis senior, Profesor Masaki Ieda. “Selain itu, menggunakan mikroskop video kecepatan tinggi yang inovatif dan analisis vektor gerak, kami mendemonstrasikan peningkatan kecepatan kontraksi / relaksasi iCM pada substrat tersebut, sehingga menggambarkan pematangan fungsionalnya.”

Imunositokimia lebih lanjut, analisis western blot, dan analisis pemilahan sel yang mengaktifkan fluoresensi membantu menjelaskan mekanisme yang mendasari dan jalur pensinyalan. Para peneliti menunjukkan bahwa ECM lembut mendorong pemrograman ulang jantung dengan menghambat dua ko-aktivator transkripsi terkait, YAP dan TAZ, sehingga menekan tanda tangan fibroblast. Jalur mechanotransduction hulu juga dijelaskan; penekanan YAP / TAZ dimediasi oleh penghambatan integrin (reseptor transmembran yang memfasilitasi dan memberi sinyal adhesi ECM), Rho / ROCK (suatu kinase yang memodulasi bentuk dan gerakan sel), dan aktomiosin (kompleks protein kontraktil).

Profesor Ieda menjelaskan implikasi dari hasil mereka: “Setelah serangan jantung, penyembuhan miokardium menjadi kaku karena fibrosis. Memahami bagaimana kelembutan matriks dan mekanobiologi memengaruhi pemrograman ulang jantung dapat menginformasikan penelitian klinis. Pemrograman ulang langsung dari fibroblas jantung memungkinkan penggantian bekas luka non-kontraktil oleh otot fungsional pada pasien yang pulih dari infark miokard. “

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas Tsukuba. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Slot Online

Author Image
adminProzen