ריפוי גנטי באמצעות PSAT1: פריצת דרך בריפוי שריר הלב לאחר אוטם חריף

מדענים מ-RIKEN (יפן), אוניברסיטת קיוטו ואוניברסיטת סטנפורד חושפים פרוטוקול רב עוצמה להתחדשות לב ב- Theranostics: מתן יחיד של RNA שעבר שינוי PSAT1 (modRNA) או וקטור AAV עם הגן Phosphoserine Aminotransferase 1 (PSAT1) לאזור האוטם בלב מפעיל סינתזה של סרין אנדוגני, מה שמוביל להתרבות שריר הלב, ניאו-וסקולריזציה ושיפור משמעותי בתפקוד החדר השמאלי.

למה PSAT1?

לאחר אוטם שריר הלב, שרירי לב בוגרים מאבדים כמעט לחלוטין את יכולתם להתחלק, ואזור הצלקת מתמלא ברקמת חיבור, מה שמוביל לירידה בתפקוד המשאבה. PSAT1 מזרז את השלב הראשון של מגביל קצב במסלול סינתזת הסרין (SSP) מהתוצר הביניים הגליקוליטי 3-פוספוגליצרט. סרין הוא סובסטרט מפתח למטבוליזם חד-פחמני, סינתזת נוקלאוטידים והגנה בתיווך גלוטתיון מפני עקה חמצונית.

מודל עכבר פרה-קליני

1. אינדוקציה של אוטם: חסימה של עורק הכלילי הקדמי היורד השמאלי (LAD) בעכברי C57BL/6.

2. מתן טיפול: מתן יחיד לאזור סביב האוטם

   • PSAT1-modRNA (מתפרק במהירות, ללא אינטגרציה גנומית)

   • AAV9-PSAT1 (ביטוי ארוך טווח)

3. אימות ביטוי: רמות שיא של PSAT1 נצפו לאחר 24-48 שעות (modRNA) או 7-14 ימים (AAV9) באמצעות Western blot ואימונופלואורסצנציה.

4. תוצאות לאחר 4-6 שבועות:

   • התפשטות קרדיומיוציטים: תאי Ki67⁺/cTnT⁺ גדלו פי 2.5 באזור הגבול של הצלקת (p<0.001).

   • תפקוד LV: מקטע הפליטה (EF) עלה מ-35% ל-50-52% (בקבוצת הביקורת - 38%).

   • גודל הצלקת: שטח רקמת החיבור ירד ב-40% (טריכרום של מאסון, p<0.001).

   • וסקולריזציה חדשה: צפיפות הנימים של CD31⁺ גדלה ב-60% באזור הטיפול.

אימות במודל חזיר

1. מודל מיני-חזיר: חסימת LAD חריפה במיני-חזירים יוקטנים.
2. AAV9-PSAT1: מתן מנה חד פעמית לשריר הלב במהלך רה-וסקולריזציה (בדומה להשתלת סטנט).
3. תוצאות לאחר 8 שבועות:

• EF גדל ב-12% (מ-30% ל-42%).
• הצלקת הצטמצמה ב-25%.
• בטיחות: לא זוהו הפרעות קצב, דלקת מחוץ למטרה או תגובה חיסונית לווקטור.

חלקים מכניים

• מטבולומיקה הראתה:

  • עלייה של 45% בסרין וגלוטתיון בקרדיומיוציטים.

  • הפחתה של ROS ב-35%, אשר מגנה על התאים מפני אפופטוזיס.

• ScRNA-seq של אזור הגבול:

  • ביטוי מוגבר של Ccnd1, Mki67, Aurkb (סמני ריבוי).

  • הפעלת Vegfa, Angpt2 (אנגיוגנזה).

• נוקאאוט CRISPR של PSAT1 בקרדיומיוציטים ביטל את כל ההשפעות הטיפוליות, ומאשר את הספציפיות.

הצהרות המחברים

"PSAT1 פותח את הדלת לחלוקת שרירי לב, ומשיב את תפקוד הלב שאבד לאחר התקף לב", אומר ד"ר צוג'י מסאהירו.
"מודל החזיר מדגים תחולה קלינית: ניתן לתת AAV9-PSAT1 בו זמנית עם רה-וסקולריזציה מבלי להוסיף מורכבות משמעותית להליך", מוסיף פרופ' לי צ'ן מסטנפורד.

סיכויים לתרגום קליני

1. שלב I: הערכת בטיחות ומינון של PSAT1-modRNA בחולים עם אוטם שריר הלב חריף מסוג STEMI ב-24-72 השעות הראשונות לאחר רה-וסקולריזציה.
2. שלב II/III: השוואה של AAV9-PSAT1 עם קבוצת ביקורת לשיפור ב-EF, הפחתת צלקות ואשפוזים חוזרים.
3. סמני תגובה: רמות סרין/גלוטתיון בפלזמה, CM-MRI של נפח האוטם, סמני אפופטוזיס בביופסיות.

מַסְקָנָה

מחקר זה מדגים גישה חדשה של מטבוליזם גנטי להתחדשות לב: הפעלה חולפת של סינתזת סרין דרך PSAT1 מאפשרת לקרדיומיוציטים בוגרים להיכנס מחדש למחזור התא, להרחיב את רשת הנימים ולשקם את התפקוד לאחר אוטם לב. טיפולים גנטיים ו-modRNA המכוונים ל-PSAT1 מבטיחים לשנות את הפרדיגמה של טיפול באוטם שריר הלב חריף על ידי הפחתת צלקות והפחתת הסיכון לאי ספיקת לב.