PSAT1 geeniteraapia: läbimurre müokardi regeneratsioonis pärast ägedat infarkti

RIKENi (Jaapan), Kyoto ülikooli ja Stanfordi ülikooli teadlased avalikustavad Theranosticsis võimsa südame regenereerimise protokolli: PSAT1-modifitseeritud RNA (modRNA) või fosfoseriinaminotransferaas 1 (PSAT1) geeniga AAV-vektori ühekordne manustamine südame infarktipiirkonda aktiveerib endogeense seriini sünteesi, mis viib kardiomüotsüütide proliferatsioonini, neovaskularisatsioonini ja vasaku vatsakese funktsiooni olulise paranemiseni.

Miks PSAT1?

Pärast infarkti kaotavad täiskasvanud kardiomüotsüüdid peaaegu täielikult oma jagunemisvõime ja armi piirkond täitub sidekoega, mis viib pumba funktsiooni vähenemiseni. PSAT1 katalüüsib seriini sünteesi raja (SSP) esimest kiirust piiravat etappi glükolüütilisest vaheühendist 3-fosfoglütseraadist. Seriin on ühe süsiniku ainevahetuse, nukleotiidide sünteesi ja glutatiooni vahendatud kaitse oksüdatiivse stressi eest peamine substraat.

Prekliiniline hiiremudel

1. Infarkti esilekutsumine: vasaku eesmise laskuva koronaararteri (LAD) oklusioon C57BL/6 hiirtel.

2. Ravi manustamine: ühekordne manustamine periinfarkti piirkonda

   • PSAT1-modRNA (kiiresti lagunev, genoomne integratsioon puudub)

   • AAV9-PSAT1 (pikaajaline ekspressioon)

3. Ekspressiooni kontrollimine: PSAT1 tipptasemeid täheldati Western bloti ja immunofluorestsentsi abil 24–48 tunni (modRNA) või 7–14 päeva (AAV9) möödudes.

4. Tulemused 4-6 nädala pärast:

   • Kardiomüotsüütide proliferatsioon: Ki67⁺/cTnT⁺ rakkude arv suurenes armi äärealal 2,5 korda (p<0,001).

   • LV funktsioon: väljutusfraktsioon (EF) suurenes 35%-lt 50–52%-le (kontrollrühm – 38%).

   • Armi suurus: sidekoe pindala vähenes 40% (Massoni trikroom, p<0,001).

   • Uus vaskularisatsioon: CD31⁺ kapillaaride tihedus suurenes ravitavas piirkonnas 60%.

Kinnitus sea mudelis

1. Minisea mudel: äge LAD-i oklusioon Yucatani minisigadel.
2. AAV9-PSAT1: ühekordne annus müokardi revaskularisatsiooni ajal (sarnaselt stendi paigaldamisega).
3. Tulemused 8 nädala pärast:

• EF suurenes 12% (30%-lt 42%-le).
• Arm on vähenenud 25%.
• Ohutus: Arütmiaid, sihtmärgivälist põletikku ega immuunvastust vektorile ei tuvastatud.

Mehaanilised osad

• Metabolismi uuringud näitasid:

  • Seriini ja glutatiooni sisalduse suurenemine kardiomüotsüütides 45%.

  • ROS-i vähenemine 35% võrra, mis kaitseb rakke apoptoosi eest.

• Piiritsooni scRNA-seq:

  • Ccnd1, Mki67 ja Aurkb (proliferatiivsed markerid) suurenenud ekspressioon.

  • Vegfa ja Angpt2 aktiveerimine (angiogenees).

• PSAT1 CRISPR-i väljalülitamine kardiomüotsüütides kaotas kõik terapeutilised efektid, kinnitades spetsiifilisust.

Autorite avaldused

„PSAT1 avab ukse kardiomüotsüütide jagunemiseks, taastades pärast südameinfarkti kaotatud südamefunktsiooni,“ ütleb dr Tsuji Masahiro.
„Sigamudel demonstreerib kliinilist rakendatavust: AAV9-PSAT1 saab manustada samaaegselt revaskularisatsiooniga, ilma et protseduur oluliselt keerulisemaks muutuks,“ lisab Stanfordi professor Li Chen.

Kliinilise tõlke väljavaated

1. I faas: PSAT1-modRNA ohutuse ja annuse hindamine ägeda STEMI-ga patsientidel esimese 24–72 tunni jooksul pärast revaskularisatsiooni.
2. II/III faas: AAV9-PSAT1 võrdlus kontrollrühmaga EF paranemise, armide vähenemise ja taashospitaliseerimise osas.
3. Vastuse biomarkerid: plasma seriini/glutatiooni tasemed, infarkti mahu CM-MRI, apoptoosi markerid biopsiates.

Kokkuvõte

See uuring demonstreerib uudset geenimetabolismi lähenemisviisi südame regeneratsioonile: seriini sünteesi ajutine aktiveerimine PSAT1 kaudu võimaldab täiskasvanud kardiomüotsüütidel naasta rakutsüklisse, laiendada kapillaaride võrgustikku ja taastada funktsiooni pärast infarkti. PSAT1-le suunatud geeni- ja modRNA-teraapiad lubavad muuta ägeda müokardiinfarkti ravi paradigmat, vähendades armistumist ja südamepuudulikkuse riski.