Nowe badanie koncentruje się na tworzeniu wypełnionych tymozyną β4 pęcherzyków zewnątrzkomórkowych ze modyfikowaną błoną monocytową (ang. thymosin β4 loaded monocyte membrane-modified extracellular vesicles – Tβ4-MmEV) do naprawy serca po zawale mięśnia sercowego, wykazujących ukierunkowany transport do uszkodzonych regionów, co skutkuje zwiększoną proliferacją kardiomiocytów i komórek śródbłonka zarówno in vitro, jak i in vivo. Leczenie myszy przy pomocy Tβ4-MmEV dało w rezultacie znaczną poprawę czynności serca po zawale serca, przy czym zaobserwowano zmniejszone zwłóknienie mięśnia sercowego i zwiększoną ilość naczyń.

W tym badaniu opracowano pęcherzyki zewnątrzkomórkowe ze modyfikowaną błoną komórkową (ang. membrane-modified extracellular vesicles – MmEV) do naprawy serca poprzez modyfikację pęcherzyków zewnątrzkomórkowych pochodzących z makrofagów zlokalizowanych w sercu (ang. cardiac-resident macrophage-derived extracellular vesicles) za pomocą błon monocytów. Modyfikacja ta umożliwiła niepobudzenie układu odpornościowego i lokalizację uszkodzonych rejonów poprzez ekspresję CD47 na MmEV i wykorzystanie powinowactwa między białkami błony monocytów a uszkodzonymi kardiomiocytami i komórkami śródbłonka. MmEV zaprojektowano tak, aby zapobiegały fagocytozie przez jednojądrzasty układ fagocytarny i skutecznie docierały do uszkodzonego serca, zwiększając w ten sposób proliferację kardiomiocytów i migrację komórek śródbłonka. Te celowane nanocząsteczki wykazały znaczny potencjał w terapii uzupełniającej zawału mięśnia sercowego (ZMS), oferując nowe możliwości naprawy i regeneracji serca.

Aby jeszcze bardziej poprawić czynność serca po zawale serca, badacze opracowali zmodyfikowane pęcherzyki zewnątrzkomórkowe zawierające tymozynę β4 (Tβ4-MmEV) do naprawy serca. Te pęcherzyki pozakomórkowe zostały zaprojektowane z wykorzystaniem błon monocytów, aby odnaleźć uszkodzone obszary i omijać układ odpornościowy, co skutkuje zmniejszeniem tkanki bliznowatej i zwiększoną gęstością naczyń krwionośnych u myszy z ZMS.

Tβ4-MmEV poprawiły żywotność niedotlenionych kardiomiocytów w porównaniu z innymi interwencjami, wykazując wyższy wskaźnik przeżycia w warunkach niedoboru tlenu i glukozy. Gdy kardiomiocyty przebywały w obecności Tβ4-MmEV przez 8 godzin, wykazywały wyższy wskaźnik przeżycia w warunkach niedoboru tlenu i glukozy niż grupy leczone solą fizjologiczną buforowaną fosforanami (PBS) i MmEV. Dodatkowo wyniki testu TUNEL wykazały, że Tβ4-MmEV znacząco hamują apoptozę kardiomiocytów w porównaniu z grupami PBS i MmEV, przy czym ta ostatnia wykazuje bardziej wyraźne działanie apoptotyczne. Ponadto barwienie immunofluorescencyjne wykazało, że kardiomiocyty hodowane wspólnie z Tβ4-MmEV znacząco zwiększały ekspresję markerów proliferacji PH3 i Ki67 w porównaniu z innymi interwencjami, co wskazuje, że Tβ4-MmEV znacznie zwiększały zdolność proliferacyjną kardiomiocytów.

Tβ4-MmEV poprawiają migrację i proliferację komórek śródbłonka in vitro poprzez znaczne zwiększenie żywotności, proliferacji i migracji komórek śródbłonka w warunkach niedotlenienia. Za pomocą testów CCK8 i barwienia immunofluorescencyjnego zaobserwowano, że Tβ4-MmEV zwiększają przeżywalność komórek śródbłonka w warunkach niedotlenienia w porównaniu z grupami PBS i MmEV.

Wyniki eksperymentów na zwierzętach z udziałem myszy z ZMS leczonych MmEV i Tβ4-MmEV wykazały obiecujące wyniki. W szczególności badanie ujawniło, że myszy leczone Tβ4-MmEV wykazywały zauważalny wzrost wskaźnika skurczu w porównaniu z innymi grupami, co zaobserwowano poprzez poprawę skurczów mięśnia sercowego w obrazowaniu ultrasonograficznym.

Odkrycia te łącznie sugerują, że docelowe nanocząstki, Tβ4-MmEV, mają znaczny potencjał w leczeniu pomocniczym zawału serca. Zwiększając proliferację kardiomiocytów, promując migrację komórek śródbłonka i zmniejszając zwłóknienie mięśnia sercowego, te zmodyfikowane pęcherzyki pozakomórkowe są obiecujące w zakresie poprawy naprawy i regeneracji serca po zawale mięśnia sercowego.

Cały artykuł można znaleźć tutaj: https://doi.org/10.1016/j.actbio.2023.08.022