PSAT1 genska terapija: Proboj u regeneraciji miokarda nakon akutnog infarkta

Znanstvenici s RIKEN-a (Japan), Sveučilišta Kyoto i Sveučilišta Stanford otkrivaju snažan protokol regeneracije srca u teranostici: jednokratna dostava PSAT1-modificirane RNA (modRNA) ili AAV vektora s genom fosfoserin aminotransferaze 1 (PSAT1) u infarktno područje srca aktivira endogenu sintezu serina, što dovodi do proliferacije kardiomiocita, neovaskularizacije i značajnog poboljšanja funkcije lijeve klijetke.

Zašto PSAT1?

Nakon infarkta, odrasli kardiomiociti gotovo u potpunosti gube sposobnost diobe, a područje ožiljka ispunjava se vezivnim tkivom, što dovodi do smanjenja funkcije pumpe. PSAT1 katalizira prvi korak koji ograničava brzinu sinteze serina (SSP) iz glikolitičkog međuprodukta 3-fosfoglicerata. Serin je ključni supstrat za metabolizam jednog ugljika, sintezu nukleotida i zaštitu od oksidativnog stresa posredovanu glutationom.

Preklinički model miša

1. Indukcija infarkta: okluzija lijeve prednje silazne koronarne arterije (LAD) u miševa C57BL/6.

2. Primjena terapije: jednokratna primjena u periinfarktnu zonu

   • PSAT1-modRNA (brzo se raspada, nema genomske integracije)

   • AAV9-PSAT1 (dugotrajna ekspresija)

3. Provjera ekspresije: Vršne razine PSAT1 uočene su nakon 24–48 sati (modRNA) ili 7–14 dana (AAV9) Western blotom i imunofluorescencijom.

4. Rezultati nakon 4-6 tjedana:

   • Proliferacija kardiomiocita: Ki67⁺/cTnT⁺ stanice su se povećale 2,5 puta u graničnom području ožiljka (p<0,001).

   • Funkcija LV: ejekcijska frakcija (EF) povećana je s 35% na 50–52% (kontrola – 38%).

   • Veličina ožiljka: površina vezivnog tkiva smanjena je za 40% (Massonov trikrom, p<0,001).

   • Nova vaskularizacija: gustoća kapilara CD31⁺ povećana je za 60% u području tretmana.

Potvrda u modelu svinje

1. Model mini-svinje: akutna okluzija LAD-a kod mini-svinja s Yucatana.
2. AAV9-PSAT1: primjena jedne doze u miokard tijekom revaskularizacije (slično stentiranju).
3. Rezultati nakon 8 tjedana:

• EF se povećao za 12% (s 30% na 42%).
• Ožiljak je smanjen za 25%.
• Sigurnost: Nisu otkrivene aritmije, upala izvan cilja ili imunološki odgovor na vektor.

Mehanički dijelovi

• Metabolomika je pokazala:

  • Povećanje serina i glutationa u kardiomiocitima za 45%.

  • Smanjenje ROS-a za 35%, što štiti stanice od apoptoze.

• Granična zona scRNA-sekvenciranja:

  • Povećana ekspresija Ccnd1, Mki67, Aurkb (proliferativni markeri).

  • Aktivacija Vegfa, Angpt2 (angiogeneza).

• CRISPR nokautiranje PSAT1 u kardiomiocitima poništilo je sve terapijske učinke, potvrđujući specifičnost.

Izjave autora

„PSAT1 otvara vrata kardiomiocitima za diobu, vraćajući izgubljenu srčanu funkciju nakon srčanog udara“, kaže dr. Tsuji Masahiro.
„Model svinje pokazuje kliničku primjenjivost: AAV9-PSAT1 može se primijeniti istovremeno s revaskularizacijom bez značajnog povećanja složenosti postupka“, dodaje prof. Li Chen sa Stanforda.

Izgledi za klinički prijevod

1. Faza I: Evaluacija sigurnosti i doziranja PSAT1-modRNA u bolesnika s akutnim STEMI-jem u prvih 24–72 sata nakon revaskularizacije.
2. Faza II/III: Usporedba AAV9-PSAT1 s kontrolnom skupinom za poboljšanje EF-a, smanjenje ožiljaka i ponovne prijeme.
3. Biomarkeri odgovora: razine serina/glutationa u plazmi, CM-MRI volumena infarkta, markeri apoptoze u biopsijama.

Zaključak

Ova studija pokazuje novi pristup regeneraciji srca temeljen na genskom metabolizmu: prolazna aktivacija sinteze serina putem PSAT1 omogućuje odraslim kardiomiocitima ponovni ulazak u stanični ciklus, proširenje kapilarne mreže i obnovu funkcije nakon infarkta. Genske i modRNA terapije usmjerene na PSAT1 obećavaju promjenu paradigme liječenja akutnog infarkta miokarda smanjenjem ožiljaka i rizika od zatajenja srca.