Genová terapie PSAT1: Průlom v regeneraci myokardu po akutním infarktu

Vědci z RIKEN (Japonsko), Kjótské univerzity a Stanfordské univerzity odhalují v theranostice účinný protokol regenerace srdce: jednorázové podání PSAT1-modRNA RNA nebo AAV vektoru s genem fosfoserin aminotransferázy 1 (PSAT1) do infarktové oblasti srdce aktivuje endogenní syntézu serinu, což vede k proliferaci kardiomyocytů, neovaskularizaci a významnému zlepšení funkce levé komory.

Proč PSAT1?

Po infarktu dospělé kardiomyocyty téměř úplně ztrácejí schopnost dělení a oblast jizvy se vyplňuje pojivovou tkání, což vede ke snížení pumpovací funkce. PSAT1 katalyzuje první krok limitující rychlost syntézy serinu (SSP) z glykolytického meziproduktu 3-fosfoglycerátu. Serin je klíčovým substrátem pro metabolismus jednoho uhlíku, syntézu nukleotidů a glutathionem zprostředkovanou ochranu před oxidačním stresem.

Preklinický myší model

1. Indukce infarktu: okluze levé přední sestupné koronární tepny (LAD) u myší C57BL/6.

2. Podávání terapie: jednorázové podání do periinfarktové zóny

   • PSAT1-modRNA (rychle se rozpadající, bez genomové integrace)

   • AAV9-PSAT1 (dlouhodobá exprese)

3. Ověření exprese: Vrcholové hladiny PSAT1 byly pozorovány za 24–48 hodin (modRNA) nebo 7–14 dní (AAV9) pomocí Western blotu a imunofluorescence.

4. Výsledky po 4-6 týdnech:

   • Proliferace kardiomyocytů: Počet buněk Ki67⁺/cTnT⁺ se v okrajové zóně jizvy zvýšil 2,5krát (p<0,001).

   • Funkce levé komory: ejekční frakce (EF) se zvýšila z 35 % na 50–52 % (kontrola – 38 %).

   • Velikost jizvy: plocha pojivové tkáně se zmenšila o 40 % (Massonův trichrom, p<0,001).

   • Nová vaskularizace: Kapilární hustota CD31⁺ se v ošetřované oblasti zvýšila o 60 %.

Potvrzení v modelu prasete

1. Model miniprasat: akutní okluze LAD u miniprasat z Yucatánu.
2. AAV9-PSAT1: jednorázové podání dávky do myokardu během revaskularizace (podobně jako při stentování).
3. Výsledky po 8 týdnech:

• EF se zvýšil o 12 % (z 30 % na 42 %).
• Jizva se zmenšila o 25 %.
• Bezpečnost: Nebyly zjištěny žádné arytmie, zánět mimo cíl ani imunitní odpověď na vektor.

Mechanické díly

• Metabolomika ukázala:

  • Zvýšení hladiny serinu a glutathionu v kardiomyocytech o 45 %.

  • Snížení hladiny ROS o 35 %, což chrání buňky před apoptózou.

• Sekvence scRNA v hraniční zóně:

  • Zvýšená exprese Ccnd1, Mki67, Aurkb (proliferativní markery).

  • Aktivace Vegfa, Angpt2 (angiogeneze).

• CRISPR knockout PSAT1 v kardiomyocytech zrušil všechny terapeutické účinky, což potvrdilo specificitu.

Prohlášení autorů

„PSAT1 otevírá dveře kardiomyocytům k dělení a obnovuje ztracenou srdeční funkci po infarktu,“ říká Dr. Tsuji Masahiro.
„Model s prasetem demonstruje klinickou použitelnost: AAV9-PSAT1 lze podávat současně s revaskularizací, aniž by to výrazně zvýšilo složitost zákroku,“ dodává profesor Li Chen ze Stanfordu.

Perspektivy klinického překladu

1. Fáze I: Hodnocení bezpečnosti a dávkování PSAT1-modRNA u pacientů s akutním STEMI v prvních 24–72 hodinách po revaskularizaci.
2. Fáze II/III: Porovnání AAV9-PSAT1 s kontrolní skupinou z hlediska zlepšení ejakulátu, redukce jizev a opakovaných hospitalizací.
3. Biomarkery odpovědi: hladiny serinu/glutathionu v plazmě, CM-MRI objemu infarktu, markery apoptózy v biopsiích.

Závěr

Tato studie demonstruje nový přístup k regeneraci srdce založený na genovém metabolismu: přechodná aktivace syntézy serinu prostřednictvím PSAT1 umožňuje dospělým kardiomyocytům znovu vstoupit do buněčného cyklu, rozšířit kapilární síť a obnovit funkci po infarktu. Genové a modRNA terapie zaměřené na PSAT1 slibují změnu paradigmatu léčby akutního infarktu myokardu snížením zjizvení a snížením rizika srdečního selhání.