Vad en exotisk fisk kan göra för människors hjärthälsa
Personer med hjärtsvikt upplever förlust av hjärtceller som kan skada hjärtmuskeln så mycket att de behöver en transplantation. En art av exotisk fisk, tetrafisken, har den fantastiska förmågan att reparera sitt eget hjärta. Kan vi använda denna mekanism för att läka mänskliga hjärtan?
Tetrafisken är en typ av sötvattensfisk som kommer från regioner i Sydamerika och södra Nordamerika. Många tetraarter är populära bland akvarieägare på grund av sin unika färg och det faktum att de är ganska lätta att hålla.
En ny studie tyder på att de nu också är populära bland forskare, men av en helt annan anledning. De flesta arter av tetrafiskar kan läka sina egna hjärtan efter hjärtskador.
Dr Mathilda Mommersteeg, docent vid University of Oxford i Storbritannien, ledde nyligen ett team av forskare som strävade efter att förstå hur tetrafiskar kan regenerera hjärtvävnad.
Teamet tittade på två olika underarter av tetrafisk, Astyanax mexicanus, som är infödda i Mexiko. En av dessa underarter lever i floder, är vackert färgad och kan läka sitt eget hjärta.
Fisk som tillhör de andra underarterna, känd som ”blind grottetra”, fyller vattnet i Pachón-grottan i Mexiko. Dessa fiskar har inte bara tappat färg och syn, och ingen av dem tjänar dem i grottans mörker, men de har inte längre förmågan att regenerera hjärtvävnad.
I en nyligen genomförd studie har Dr Mommersteegs team jämfört de genetiska profilerna för de två typerna av tetrafisk för att förstå vilka genetiska egenskaper som kan vara ansvariga för de självläkande förmågorna.
Resultaten av studien, som British Heart Foundation stödde, visas i tidskriften Cellrapporter.
Genen som driver hjärtreparation
Dr Mommersteegs team analyserade och jämförde de genetiska profilerna för båda typerna av fisk. På så sätt identifierade de tre områden på sina genom som var relevanta för förmågan att regenerera skadad hjärtvävnad.
Vid ytterligare analys av dessa genetiska områden kunde forskarna också identifiera de gener som var viktigast för hjärteregenering.
När de jämförde aktiviteten hos dessa gener i floden tetra och den blinda grottan efter hjärtskador såg forskarna att två gener, lrrc10 och kaveolin, hade ökad aktivitet endast i floden tetra.
”En verklig utmaning hittills var att jämföra hjärtskador och reparationer hos fisk med vad vi ser hos människor. Men genom att titta på flodfisk och grottfisk sida vid sida har vi kunnat plocka isär de gener som är ansvariga för hjärtregenerering, säger Dr. Mommersteeg.
Tidigare forskning på möss har visat det lrrc10 är kopplat till ett hjärtsjukdom som kallas dilaterad kardiomyopati, där hjärtat förstoras alltför mycket och inte längre kan pumpa blod ordentligt. Resultaten av ytterligare studier har föreslagit det lrrc10 spelar en nyckelroll i hjärtcells sammandragning och expansion.
För att bekräfta att denna gen också är inblandad i regenerering av skadad hjärtvävnad vände sig forskarna bakom den aktuella studien till zebrafisk, en annan sötvattensart som är populär bland akvarister. Liksom tetrafisken har zebrafisk också förmågan att regenerera hjärtvävnad vid behov.
Nya förhoppningar för framtida behandlingar
I den andra delen av sin studie blockerade forskarna lrrc10 genuttryck i zebrafisk. Dessa djur blev oförmögna att effektivt reparera hjärtskador. Detta, säger forskarna, indikerar det lrrc10 är verkligen ansvarig för hjärtförnyelse.
"Det är tidiga dagar, men vi är oerhört glada över dessa anmärkningsvärda fiskar och potentialen att förändra livet för människor med skadade hjärtan", säger Dr Mommersteeg.
I framtiden hoppas forskargruppen att lära sig mer om mekanismerna bakom förmågan att läka skadad hjärtvävnad. De vill använda denna kunskap för att reparera hjärtvävnad hos personer som har problem med detta organ, såsom hjärtsvikt.
Hjärtsvikt uppstår ofta på grund av en hjärtinfarkt, under vilken hjärtmuskeln skadas och gradvis förlorar celler, som ärrvävnad ersätter. Denna process kan göra att hjärtat inte kan fungera korrekt, och som ett resultat, många människor med svår hjärtsvikt behöver en hjärttransplantation.
Men om tetrafisk kan lära oss hur vi läker hjärtat, kan transplantationer bli mindre nödvändiga i framtiden.
"Dessa anmärkningsvärda fynd visar hur mycket det fortfarande finns att lära av det rika gobelängen i den naturliga världen", säger professor Metin Avkiran, biträdande medicinsk chef vid British Heart Foundation.
”Det är särskilt intressant att flodfiskens förmåga att regenerera sitt hjärta kan uppstå genom en förmåga att undertrycka ärrbildning. Vi måste nu avgöra om vi kan utnyttja liknande mekanismer för att reparera skadade mänskliga hjärtan. ”
Prof. Metin Avkiran
”Överlevnadsgraden för hjärtsvikt har knappt förändrats under de senaste 20 åren, och livslängden är sämre än för många cancerformer. Genombrott behövs desperat för att underlätta förödelsen som orsakas av detta fruktansvärda tillstånd, tillägger han.
