Pesquisadores da Universidade Técnica de Munique descobrem que o tratamento com células progenitoras cardíacas pode resultar na formação de células cardíacas funcionais em áreas danificadas após um ataque cardíaco.
Após um ataque cardíaco, as células progenitoras cardíacas produzem tecido saudável
Um ataque cardíaco, também conhecido como infarto do miocárdio, ocorre quando uma parte do músculo cardíaco não recebe sangue suficiente. Quanto mais tempo passar sem restaurar o fluxo sanguíneo, mais danos serão causados ao músculo cardíaco.
A causa mais comum de um ataque cardíaco é a doença arterial coronariana. Um forte espasmo, ou constrição abrupta, de uma artéria coronária, que pode interromper o fornecimento de sangue ao músculo cardíaco, é outro motivo, embora menos frequente.
O corpo humano é incapaz de reconstruir o tecido danificado após um ataque cardíaco devido à incapacidade do coração de produzir novos músculos. O tratamento com células progenitoras cardíacas, no entanto, pode resultar na produção de células cardíacas funcionais em regiões lesadas. Uma equipe global introduziu este novo método de tratamento em Natureza Biologia Celular em 12 de maio. Os ensaios clínicos devem começar nos próximos dois anos.
Como a função cardíaca pode ser restaurada após um ataque cardíaco? Com uma estimativa de 18 milhões de mortes em todo o mundo por doenças cardiovasculares a cada ano, segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), esse é um foco de pesquisa mundial. O tratamento usando um conjunto aprimorado de progenitores ventriculares derivados de células-tronco pluripotentes humanas, ou HVPs, pode ser uma abordagem viável. Em um estudo publicado na revista Natureza Biologia Celularuma equipe internacional composta pela Universidade Técnica de Munique (TUM) e seu hospital universitário Klinikum Rechts der Isar, o sueco Karolinska Institutet, a startup sueca de biotecnologia Procella Therapeutics e a empresa biofarmacêutica AstraZeneca avaliou essa abordagem.
As células do músculo cardíaco e os vasos sanguíneos morrem como resultado de muitas doenças cardíacas. Eles são substituídos por tecido cicatricial fibrótico, o que piora a função cardíaca. Alguns animais, particularmente anfíbios e peixes, podem curar tais ferimentos – um talento que falta quase inteiramente ao coração de um humano adulto. O tratamento com células-tronco é uma estratégia experimental para regenerar o tecido cardíaco ausente. Pesquisas anteriores usaram células cardíacas derivadas de células-tronco, especificamente cardiomiócitos. No entanto, vários efeitos colaterais ocorreram, incluindo batimentos cardíacos anormais e arritmia mortal.
Uma seção de tecido mostra que já após quatorze dias as células progenitoras cardíacas (verde) colonizam quase completamente as áreas danificadas no coração. Crédito: Poch et al., Nature Cell Biology
Células progenitoras cardíacas em vez de células cardíacas diferenciadas
Em contraste, a equipe que trabalha com Karl-Ludwig Laugwitz, professor de cardiologia da TUM, está investigando células progenitoras ventriculares humanas. Essas células desempenham um papel crucial na formação do coração durante o desenvolvimento. Com o tempo, eles se diferenciam em vários tipos de células no coração, incluindo cardiomiócitos. A equipe conseguiu produzir um grande número desses HVPs a partir de células-tronco pluripotentes embrionárias humanas. “Isso representa o culminar de duas décadas de nosso trabalho tentando encontrar a célula ideal para reconstruir o coração”, diz Kenneth R. Chien, Professor de Pesquisa Cardiovascular do Karolinska Institutet.
Três cátedras da TUM envolvidas: Prof. Karl-Ludwig Laugwitz (à direita), Prof. Alessandra Moretti (2ª da direita) e Prof. Christian Kupatt-Jeremias (à esquerda) com a primeira autora Dra. Christine M. Poch. Crédito: Daniel Delang / TUM
Mecanismos moleculares complexos
Com essas células, os cientistas estudaram os complexos processos moleculares envolvidos no reparo de áreas danificadas do músculo cardíaco. “Em investigações de laboratório, fomos capazes de mostrar como os HVPs podem, de certa forma, rastrear regiões danificadas no coração, migrar para locais de lesão e amadurecer em células cardíacas funcionais. Eles também previnem ativamente a formação de tecido cicatricial por meio de conversas cruzadas com fibroblastos, como chamamos as células que formam a estrutura estrutural para o tecido conjuntivo não funcional”, diz o Prof. Laugwitz, que chefia o Primeiro Departamento Médico do TUM’s Klinikum Rechts. der Isar.
Tratamento bem sucedido de corações de porco
Como próximo passo, a equipe interdisciplinar usou porcos para estudar a eficácia do tratamento de um coração danificado com HVPs. Fisiologicamente, os corações dos porcos são bastante semelhantes aos dos humanos. Como resultado, os experimentos com porcos são frequentemente conduzidos pouco antes do início dos estudos em pacientes humanos. Os resultados mostram que os danos ao coração podem ser reparados de forma confiável, mesmo em grandes animais, sem efeitos colaterais graves observados. “O tratamento demonstrou com sucesso a formação de novo tecido cardíaco e, principalmente, melhorou a função cardíaca e reduziu o tecido cicatricial”, diz a Dra. Regina Fritsche-Danielson, Chefe de Pesquisa e Desenvolvimento Inicial da AstraZeneca.
Pesquisadores pretendem iniciar estudos clínicos nos próximos dois anos
Nos próximos meses e anos, os cientistas planejam traduzir suas descobertas atuais de pesquisa para desenvolver um tratamento para pacientes cardíacos. Um importante passo intermediário no desenvolvimento de linhas hipoimunogênicas de HVPs. Atualmente, é necessário inativar o sistema imunológico do receptor para evitar que ele destrua o tratamento celular. As células hipoimunogênicas eliminariam a necessidade dessa etapa, pois não seriam identificadas como corpos estranhos ao receptor. Mais pesquisas serão realizadas em células hipoimunogênicas e possíveis efeitos colaterais. O objetivo é iniciar estudos clínicos sobre o uso terapêutico de HVPs nos próximos dois anos.
“Os novos insights sobre o uso terapêutico de HVPs representam um marco no tratamento de diversos pacientes com insuficiência cardíaca grave”, diz o Prof. Karl-Ludwig Laugwitz. “Especialmente os pacientes mais velhos com condições coexistentes, para os quais uma grande cirurgia cardíaca representaria uma tensão excessiva, se beneficiariam do tratamento com HVPs”.
Referência: “Programas migratórios e antifibróticos definem o potencial regenerativo de progenitores cardíacos humanos” por Christine M Poch, Kylie S Foo, Maria Teresa De Angelis, Karin Jennbacken, Gianluca Santamaria, Andrea Bähr, Qing-Dong Wang, Franziska Reiter, Nadja Hornaschewitz, Dorota Zawada, Tarik Bozoglu, Ilaria My, Anna Meier, Tatjana Dorn, Simon Hege, Miia L. Lehtinen, Yat Long Tsoi, Daniel Hovdal, Johan Hyllner, Sascha Schwarz, Stefanie Sudhop, Victoria Jurisch, Marcella Sini, Mick D. Fellows, Matthew Cummings, Jonathan Clarke, Ricardo Baptista, Elif Eroglu, Eckhard Wolf, Nikolai Klymiuk, Kun Lu, Roland Tomasi, Andreas Dendorfer, Marco Gaspari, Elvira Parrotta, Giovanni Cuda, Markus Krane, Daniel Sinnecker, Petra Hoppmann, Christian Kupatt, Regina Fritsche-Danielson, Alessandra Moretti, Kenneth R. Chien e Karl-Ludwig Laugwitz, 12 de maio de 2022, Natureza Biologia Celular.
DOI: 10.1038/s41556-022-00899-8
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