Genska terapija PSAT1: Preboj v regeneraciji miokarda po akutnem infarktu

Znanstveniki iz RIKEN (Japonska), Univerze v Kjotu in Univerze Stanford razkrivajo močan protokol za regeneracijo srca v teranostiki: enkratna dostava PSAT1-modificirane RNA (modRNA) ali AAV vektorja z genom za fosfoserin aminotransferazo 1 (PSAT1) v infarktno območje srca aktivira endogeno sintezo serina, kar vodi do proliferacije kardiomiocitov, neovaskularizacije in znatnega izboljšanja delovanja levega prekata.

Zakaj PSAT1?

Po infarktu odrasli kardiomiociti skoraj popolnoma izgubijo sposobnost delitve, brazgotinsko območje pa se zapolni z vezivnim tkivom, kar vodi v zmanjšanje črpalne funkcije. PSAT1 katalizira prvi korak, ki omejuje hitrost sinteze serina (SSP), iz glikolitičnega intermediata 3-fosfoglicerata. Serin je ključni substrat za presnovo enega ogljika, sintezo nukleotidov in zaščito pred oksidativnim stresom, ki jo posreduje glutation.

Predklinični mišji model

1. Indukcija infarkta: okluzija leve sprednje descendentne koronarne arterije (LAD) pri miših C57BL/6.

2. Izvajanje terapije: enkratna aplikacija v periinfarktno območje

   • PSAT1-modRNA (hitro razpadajoča, brez genomske integracije)

   • AAV9-PSAT1 (dolgotrajna ekspresija)

3. Preverjanje izražanja: Najvišje ravni PSAT1 so bile opažene pri 24–48 urah (modRNA) ali 7–14 dneh (AAV9) z Western blotom in imunofluorescenco.

4. Rezultati po 4-6 tednih:

   • Proliferacija kardiomiocitov: število celic Ki67⁺/cTnT⁺ se je v obrobnem območju brazgotine povečalo za 2,5-krat (p < 0,001).

   • Funkcija levega prekata: iztisni delež (EF) se je povečal s 35 % na 50–52 % (kontrola – 38 %).

   • Velikost brazgotine: površina vezivnega tkiva se je zmanjšala za 40 % (Massonov trikrom, p < 0,001).

   • Nova vaskularizacija: gostota kapilar CD31⁺ se je na tretiranem območju povečala za 60 %.

Potrditev v modelu prašiča

1. Model mini prašičkov: akutna okluzija LAD pri mini prašičih iz Yucatana.
2. AAV9-PSAT1: enkratni odmerek v miokard med revaskularizacijo (podobno kot pri stentiranju).
3. Rezultati po 8 tednih:

• Iztisni učinek se je povečal za 12 % (s 30 % na 42 %).
• Brazgotina se je zmanjšala za 25 %.
• Varnost: Zaznane niso bile nobene aritmije, vnetje izven tarče ali imunski odziv na vektor.

Mehanski deli

• Metabolomika je pokazala:

  • Povečanje serina in glutationa v kardiomiocitih za 45 %.

  • Zmanjšanje ROS za 35 %, kar ščiti celice pred apoptozo.

• Zaporedje scRNA mejnega območja:

  • Povečana ekspresija Ccnd1, Mki67, Aurkb (proliferativni markerji).

  • Aktivacija Vegfa, Angpt2 (angiogeneza).

• Izločitev PSAT1 s CRISPR v kardiomiocitih je odpravila vse terapevtske učinke, kar je potrdilo specifičnost.

Izjave avtorjev

»PSAT1 odpira vrata kardiomiocitom za delitev in s tem obnavlja izgubljeno srčno funkcijo po srčnem infarktu,« pravi dr. Tsuji Masahiro.
»Model s prašičem dokazuje klinično uporabnost: AAV9-PSAT1 se lahko daje sočasno z revaskularizacijo, ne da bi to bistveno zapletlo postopek,« dodaja prof. Li Chen s Stanforda.

Možnosti za klinično prevajanje

1. Faza I: Ocena varnosti in odmerjanja PSAT1-modRNA pri bolnikih z akutnim STEMI v prvih 24–72 urah po revaskularizaciji.
2. Faza II/III: Primerjava AAV9-PSAT1 s kontrolno skupino glede izboljšanja EF, zmanjšanja brazgotin in ponovnih sprejemov.
3. Biomarkerji odziva: ravni serina/glutationa v plazmi, CM-MRI volumna infarkta, markerji apoptoze v biopsijah.

Zaključek

Ta študija prikazuje nov pristop k regeneraciji srca, ki temelji na genskem metabolizmu: prehodna aktivacija sinteze serina preko PSAT1 omogoča odraslim kardiomiocitom, da ponovno vstopijo v celični cikel, razširijo kapilarno mrežo in obnovijo funkcijo po infarktu. Genske in modRNA terapije, ki ciljajo na PSAT1, obljubljajo spremembo paradigme zdravljenja akutnega miokardnega infarkta z zmanjšanjem brazgotinjenja in zmanjšanjem tveganja za srčno popuščanje.