Ta szczepionka ochroni nas przed zawałem serca

Lekarze szacują, że w ciągu 10 lat zawał serca dotyka ponad 700 tys. Polaków. Ta niechlubna liczba już wkrótce może się jednak zmniejszyć. Amerykańscy naukowcy pracują nad innowacyjną szczepionkę, która trwale zmniejszy poziom "złego" cholesterolu LDL, obniżając ryzyko zawału serca nawet o 90 proc.

Choroby układu krążenia są główną przyczyną zgonów w Polsce. Co roku umiera u nas niemal 400 tys. osób, z czego połowa z powodu chorób układu krążenia. To tak, jakby co roku z mapy kraju znikało jedno średniej wielkości miasto. Ponad 100 tys. spośród wszystkich śmiertelnych zdarzeń spowodowanych jest tzw. ostrymi zespołami wieńcowymi, czyli zawałami serca.

Reklama

Ale to nie koniec wyliczanki: w pierwszym roku po przebytym zawale umiera 15 proc. pacjentów, a w następnych 4 latach kolejne 33 proc. WHO wyliczyła, że przez najbliższe 10 lat zawał serca na świecie przejdzie ponad 11 mln osób. Wielu z tych zdarzeń można by uniknąć, gdyby większą uwagę do profilaktyki pozawałowej przykładali i pacjenci, i lekarze. Przeciwdziałanie warto zacząć od podstaw - istnieją sposoby, które mogą zapobiegać występowaniu zawału serca.

"Czas to mięsień"

Zawał serca to martwica narządu spowodowana niedokrwieniem. Początkowo, w wyniku niedokrwienia, komórki mięśnia sercowego (kardiomiocyty) przestają prawidłowo się kurczyć, a następnie rozpadają się. W efekcie tego zdarzenia znajdujące się w nich substancje - np. troponina - przedostają się do krwi. Niestety, w miejscu martwych kardiomiocytów nie pojawiają się nowe komórki mięśnia sercowego, a powstaje zwykła blizna.

Zawał serca jest zazwyczaj konsekwencją pęknięcia blaszki miażdżycowej w naczyniu wieńcowym, czyli w tętnicy doprowadzającej krew do serca. Gdy blaszka pęka, powstaje wokół niej skrzeplina (tworzona przez płytki krwi i włóknik), która zamyka naczynie wieńcowe i całkowicie blokuje przepływ krwi do mięśnia sercowego.

Im tętnica dłużej jest zamknięta, tym większy obszar mięśnia sercowego ulega martwicy. Logiczne zatem, że im wcześniej rozpocznie się proces otwierania tętnicy wieńcowej, tym większa szansa na uratowanie serca. Dlatego właśnie kardiolodzy bardzo często używają określenia "czas to mięsień".

Tego czasu jest niewiele. Już po 3-6 godzinach umiera cały mięsień sercowy zaopatrywany przez zamkniętą tętnicę wieńcową. Po tym czasie, nawet mimo zastosowania nowoczesnych metod leczenia, zmiany są nieodwracalne i następuje zgon. Czasami zdarza się, że do zawału dochodzi mimo braku pęknięcia blaszki miażdżycowej, która jednak doprowadza do tak wyraźnego zwężenia naczynia, że prawidłowy przepływ krwi jest niemożliwy.

Zawał serca zdiagnozowany odpowiednio wcześnie leczy się połączonymi siłami metod farmakologicznych i chirurgicznych. Do substancji najczęściej stosowanych u pacjentów z zawałem serca należą: leki przeciwzakrzepowe (aspiryna, klopidogrel, tikagrelor, prasugrel, heparyna), leki zmniejszające stężenie cholesterolu (statyny) i beta-blokery oraz inhibitory konwertazy angiotensyny (włączane po stabilizacji stanu klinicznego).

W leczeniu zabiegowym zawału serca stosuje się angioplastykę tętnic wieńcowych lub operację pomostowania aortalno-wieńcowego (tzw. bajpasy). O wyborze metody decyduje zespół kariologów i kardiochirurgów, zawsze po wykonaniu koronarografii, czyli obrazu anatomii tętnic wieńcowych.

Dobra mutacja

Szczepionka przeciwzawałowa. Brzmi jak science fiction? Okazuje się, że opracowanie tego typu specyfiku jest jak najbardziej możliwe. W 2003 r. zespół francuskich uczonych badających rodziny z wysokim poziomem cholesterolu i wczesnymi przypadkami zawału serca odkrył dla nich wspólny mianownik - wątrobowy gen PCSK9.

U 3 proc. populacji zidentyfikowano mutację genu PCSK9, która sprawia, że poziom cholesterolu LDL jest nawet o 30 proc. niższy, a to objawia się od 47 do 88 proc. niższym ryzykiem zawału serca niż u reszty ludzkości. Tę właściwość postanowili wykorzystać prof. Kiran Musunuru z Harvardu i dr. Daniel J. Rader z Uniwersytetu Pensylwania.

"Zauważyliśmy, że natura już przeprowadziła eksperyment. Mamy osoby, które wygrały na genetycznej loterii. Są one zabezpieczone przed zawałami serca, a medycyna nic nie wie o skutkach ubocznych występującej u nich mutacji. Wyszliśmy zatem z założenia, że gdyby udało się to zjawisko odtworzyć w laboratorium, moglibyśmy ochronić ludzi przed zawałami serca" - powiedział Musunuru.

Zamiana genu PCSK9 na wersję z "pozytywnym" defektem była możliwa dzięki niedawnemu udoskonaleniu odkrytej w 2007 r. technologii CRISPR/Cas9. Dzięki niej można znacznie łatwiej modyfikować genom każdego gatunku - od muszek owocowych, przez ryby, aż po ludzkie komórki. To grupa Musunuru jako pierwsza na świecie wykorzystała technikę CRISPR/Cas9 na komórkach macierzystych.

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) to komponent RNA naprowadzający Cas9 na konkretny fragment DNA, a Cas9 (CRISPR asssociated protein 9) to enzym, który tworzy wyrwę w wybranym fragmencie DNA. Po takiej modyfikacji, komórka może naprawić się sama, często z błędami, co jest korzystne, jeżeli chce się dezaktywować dany gen.

Właśnie taką operację amerykańscy naukowcy zastosowali na genie PCSK9, do ekspresji którego dochodzi głównie w wątrobie. W wyniku działania genu PCSK9 powstaje białko, konwertaza, które działa w krwiobiegu, nie pozwalając na usuwanie cholesterolu z krwi (białko łączy się z receptorem LDL i prowadzi do jego zniszczenia). Frakcje LDL cholesterolu przy prawidłowo działającym genie PCSK9 nie mają żadnych szans zostać rozbite.

Udało się z powodzeniem stworzyć przeciwciała blokujące łączenie się PCSK9 z receptorem LDL, ale minusem tego typu substancji jest ich czasowe działanie. Aby terapia była skuteczna, tego typu zastrzyki trzeba powtarzać regularnie, co kilka miesięcy.

Wciąż główną metoda obniżania poziomu cholesterolu jest zażywanie statyn. Nawet to nie chroni przed zawałem serca, gdyż także u pacjentów, którym podawane są te związki, dochodzi do martwicy mięśnia sercowego.

"Jesteśmy zdania, że z technologią edytowania genomu można zrobić coś, co wcześniej nie było możliwe - doprowadzić do trwałych zmian na poziomie DNA, czyli rozwiązać problem u źródeł. Pozostało pytanie - czy będziemy w stanie dotrzeć do CRISPR/Cas9 do wątroby oraz czy gdy się to uda, organizm będzie działał prawidłowo" - wyjaśnił Musunuru.

Eksperymenty przeprowadzone na myszach potwierdziły przypuszczenia uczonych. W ciągu 3-4 dni od modyfikacji DNA metodą CRISPR/Cas9 doszło do dezaktywacji większości kopii genu PCSK9 we wszystkich hepatocytach (komórkach wątroby). W krwiobiegu zwierząt było znacznie mniej związanej ze wspomnianym genem konwertazy. U gryzoni poziom cholesterolu spadł o 35-40 proc., co u ludzi mogłoby przełożyć się nawet na 90-procentowy spadek ryzyka zawału.

To właśnie na dezaktywacji genu PCSK9 miałaby się opierać funkcjonalna szczepionka przeciwzawałowa. Zespół Musunuru chce badania na myszach przenieść do świata ludzi. Gdy mu się to uda, być może ludzie nie będą już umierać z powodu martwicy mięśnia sercowego.

Najlepsze tematy