Forscher entdecken neue Immunzellen, die wesentlich sind für die Bildung von Herzklappen

Forscher entdecken neue Immunzellen, die wesentlich sind für die Bildung von Herzklappen

UCLA-Forscher haben festgestellt, zum ersten mal die Entstehung eines immun-Zelle, spielt eine entscheidende Rolle bei der Bildung von gesunden Herzklappen. Die Erkenntnisse könnten den Weg ebnen für neue Therapien für Herz-Ventil-Erkrankungen, die verursacht werden durch angeborene defekte, Alterung oder Krankheit.

Ihre Studie, geleitet von Dr. Atsushi „Austin“ Nakano, ein UCLA-außerordentlicher professor der molekular -, Zell-und Entwicklungsbiologie und Mitglied der Eli und Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research an der UCLA, wurde in der Fachzeitschrift Developmental Cell.

Aufbauend auf früheren Forschungen von Nakano, die zeigten, dass die embryonalen Herzen Röhre produziert Blut-Vorläuferzellen, die neue Studie fand, dass jene Zellen, die wiederum erzeugen spezialisierten Immunzellen, den Makrophagen. Die Forschung hat auch gezeigt, dass diese Herz-abgeleitete Makrophagen sind besonders geschickt darin verbrauchen überschüssige Gewebe, eine Fähigkeit, die macht Sie unverzichtbar für die Entstehung und Aufrechterhaltung von Herz Armaturen.

Das menschliche Herz hat vier Herzklappen—tissue-Papier-dünnen Membranen, die sich ständig öffnen und schließen zu Steuern, den Blutfluss durch das Herz. Wenn die Ventile nicht richtig funktionieren, die Durchblutung des Körpers gestört ist, welche Stämme das Herz und kann zu Herzversagen führen, Schlaganfall oder plötzlichen Tod.

„Wenn Ventile sind schwer beschädigt, dass Sie nicht fixiert werden können; Ersatz Chirurgie ist die einzige option,“ Nakano sagte. „Identifizieren von Zellen, die dazu beitragen, Ventil Gesundheit konnte zeigen, Angriffspunkte für neue, weniger invasive Therapien.“

Derzeit haben ärzte zwei Optionen für die Ersatz-Ventile, mechanische Ventile, die erfordern lebenslange Verwendung von blutverdünnende Medikamente; und biologische Ventile, die von Kuh, Schwein oder human heart tissue, und die in der Regel ersetzt werden müssen alle 10 bis 15 Jahre.

Weil Ersatz-Ventile erfordern oft Ersatz Ihrer eigenen—vor allem bei Kindern, denn Sie neigen dazu, entwachsen Ihrer Ventil-Ersatz mehrere Male bevor Sie das Erwachsenenalter erreichen—und wegen der Risiken, die mit jeder Operation verändert die Herzen, Nakano sagte, neue Methoden für die Behandlung von Ventil Erkrankungen dringend benötigt werden.

In einer 2013 Studie mit Mäusen, Nakano und Kollegen in seinem Labor herausgefunden, dass die Herzen der Hörer—der form der embryonalen Herzen nimmt, bevor es beginnt zu Pumpen Blut, trägt zur Produktion des körpereigenen frühen Blutkörperchen, die sogenannte Blut-Vorläuferzellen. Genau wie Stammzellen bilden können jede Art von Zelle im Körper, Blut-progenitor-Zellen können mehrere verschiedene Arten von Blut-und Immunzellen. Aber im Gegensatz zu Stammzellen, Blut-progenitor-Zellen sind nicht in der Lage, sich selbst erneuern und im gesamten Organismus die gesamte Lebensspanne hinweg.

„Seit wir entdeckt, dass das Herz-Rohr produziert einige Blut-Vorläuferzellen, haben wir versucht herauszufinden, warum,“ Nakano sagte. „Blut-Vorläuferzellen generiert werden, in viel größerer Zahl in andere Teile des sich entwickelnden Embryos. Nachdem das Herz Rohr produzieren Blut-Vorläuferzellen ist wie mit einem kleinen, nicht-sehr-produktive Fabrik nur auf der Straße von einer größeren, mehr produktive Fabrik. Wenn beide Fabriken produzieren die gleiche Sache—in diesem Fall Blut-Vorläuferzellen—warum nicht einfach einen großen Fabrik?“

Die Antwort auf diese Frage war keine einfache Aufgabe, zum Teil, weil das Herz-Rohr ändert seine Form und beginnt zu schlagen innerhalb von nur Tagen seiner Entwicklung. Und mit jedem Herzschlag, Blut-und Immunzellen aus der ganzen sich entwickelnden embryo fließen in das Herz hinein und wieder heraus, so dass es schwierig zu bestimmen, den Ursprung von Blutzellen im Herzen.

In der neuen Studie, die auch verwendet Mäuse, das team eliminiert die andere Blut-und Immunzellen aus der Gleichung durch entfernen eines Herz-Rohr, bevor er begann zu Pumpen Blut-und Weiterbildung sein Wachstum in einem Labor Gericht. Keine zirkulierenden Blut zu kontaminieren Ihre Probe, das team beobachtet, dass das Herz-abgeleitet von Blut-Vorläuferzellen waren produzierenden Makrophagen.

Makrophagen („große Fresser“ in Griechisch) befinden sich im Gewebe und Reise durch den Körper im Blut, zu suchen und zu konsumieren schädlich, beschädigt oder nicht benötigter Zellen. Frühere Forschung hatte gezeigt, dass Makrophagen existieren in den Herzklappen, aber Nakano s team war der erste zu entdecken, Ihre Rolle dort: Essen, bis der überschüssige Zellen, um die Ventile Papier-Dünn und hyper-effizient. Dieser Prozess beginnt in der Entwicklung von embryo und weiterhin nach der Geburt; die Makrophagen bleiben die Ventile zu helfen, halten Sie in Form während des gesamten Lebenszyklus.

„Makrophagen wurden bekannt, gibt es in Herzklappen, aber niemand hatte genagelt, als Sie dort ankamen, und Woher Sie kamen, bis wir beobachteten Sie entwickeln sich in die Herzen der tube“ Nakano sagte.

Um zu testen, wie wichtig das Herz-abgeleitete Makrophagen sind von valve Bildung-und Umbau, die Wissenschaftler blockierten Ihre Produktion zu sehen, ob es hatte keine Wirkung. Sie fanden, dass die anderen Makrophagen im Körper—die aus zirkulierenden Blut—gereist, um das Herz, aber Sie waren nicht sehr effektiv bei der Umgestaltung der Ventile. Ohne die Herz-abgeleiteten Makrophagen, die Herzklappen blieb dick und unhandlich.

„Das hat uns gezeigt, dass die Makrophagen, die generiert werden, in die Herz-tube sind besonders geschickt darin, frisst Sie das überschüssige Gewebe,“ Nakano sagte. „Das macht Sie wichtig, nicht nur zu Herz-Ventil-formation, aber zu Herz-Ventil-Wartung während des gesamten Lebens.“

Nakano sagte, dass er hofft, dass die Entdeckung wird den Weg ebnen, um mehr dauerhaft lösen Herzklappe Bedingungen, vielleicht durch die Steigerung oder Hemmung der Herz-derived Makrophagen-Aktivität, um zu regulieren Herzklappen-Bildung. Und, weil diese Makrophagen im Körper verbleiben im gesamten Leben der Menschen, es könnte eines Tages möglich sein Ziel zu behandeln Ventil Probleme, entwickeln später im Leben, sagte er.