PSAT1 Gen Terapisi: Akut Enfarktüs Sonrası Miyokard Rejenerasyonunda Bir Atılım

RIKEN (Japonya), Kyoto Üniversitesi ve Stanford Üniversitesi'nden bilim insanları Theranostics'te güçlü bir kardiyak rejenerasyon protokolünü ortaya koyuyor: PSAT1 ile modifiye edilmiş RNA'nın (modRNA) veya Fosfoserin Aminotransferaz 1 (PSAT1) geni içeren bir AAV vektörünün kalbin enfarktüs bölgesine tek bir kez verilmesi, endojen serin sentezini aktive ediyor ve bu da kardiyomiyosit proliferasyonuna, neovaskülarizasyona ve sol ventrikül fonksiyonunda önemli iyileşmeye yol açıyor.

Neden PSAT1?

Enfarktüs sonrası yetişkin kardiyomiyositler bölünme yeteneklerini neredeyse tamamen kaybeder ve yara izi alanı bağ dokusuyla dolar, bu da pompalama fonksiyonunda azalmaya yol açar. PSAT1, glikolitik ara madde 3-fosfogliserattan serin sentez yolunun (SSP) ilk hız sınırlayıcı adımını katalize eder. Serin, tek karbon metabolizması, nükleotid sentezi ve glutatyon aracılı oksidatif strese karşı koruma için önemli bir substrattır.

Klinik öncesi fare modeli

1. Enfarktüsün indüksiyonu: C57BL/6 farelerinde sol ön inen koroner arterin (LAD) tıkanması.

2. Tedavinin uygulanması: peri-enfarktüs bölgesine tek uygulama

   • PSAT1-modRNA (hızla bozulan, genomik entegrasyon yok)

   • AAV9-PSAT1 (uzun vadeli ifade)

3. İfade doğrulaması: En yüksek PSAT1 düzeyleri western blot ve immünofloresan ile 24-48 saatte (modRNA) veya 7-14 günde (AAV9) gözlendi.

4. 4-6 hafta sonraki sonuçlar:

   • Kardiyomiyosit proliferasyonu: Ki67⁺/cTnT⁺ hücreleri skar sınır bölgesinde 2,5 kat arttı (p<0,001).

   • Sol ventrikül (LV) fonksiyonu: Ejeksiyon fraksiyonu (EF) %35'ten %50-52'ye yükseldi (kontrol - %38).

   • Yara izi boyutu: Bağ dokusu alanı %40 oranında azaldı (Masson trikromu, p<0,001).

   • Yeni vaskülarizasyon: Tedavi bölgesinde CD31⁺ kılcal yoğunluk %60 oranında arttı.

Bir domuz modelinde doğrulama

1. Mini domuz modeli: Yucatan mini domuzlarında akut LAD tıkanıklığı.
2. AAV9-PSAT1: revaskülarizasyon sırasında miyokarda tek doz uygulama (stentlemeye benzer).
3. 8 hafta sonraki sonuçlar:

• EF %12 arttı (%30'dan %42'ye).
• Yara izi %25 oranında azaldı.
• Güvenlik: Vektöre karşı herhangi bir aritmi, hedef dışı inflamasyon veya bağışıklık tepkisi saptanmadı.

Mekanik parçalar

• Metabolomik şunu gösterdi:

  • Kardiyomiyositlerde serin ve glutatyonun %45 oranında artması.

  • Hücreleri apoptozdan koruyan ROS'u %35 oranında azaltır.

• Sınır bölgesi scRNA-seq:

  • Ccnd1, Mki67, Aurkb (proliferatif belirteçler) ekspresyonunun artması.

  • Vegfa, Angpt2 (anjiyogenez) aktivasyonu.

• Kardiyomiyositlerde PSAT1'in CRISPR ile nakavt edilmesi tüm terapötik etkileri ortadan kaldırarak özgüllüğü doğruladı.

Yazarların ifadeleri

Dr. Tsuji Masahiro, "PSAT1, kardiyomiyositlerin bölünmesine olanak tanıyarak kalp krizinden sonra kaybedilen kalp fonksiyonunu geri kazandırıyor," diyor. Stanford
Üniversitesi'nden Prof. Li Chen ise, "Domuz modeli klinik uygulanabilirliğini kanıtlıyor: AAV9-PSAT1, prosedüre önemli bir karmaşıklık katmadan revaskülarizasyonla eş zamanlı olarak uygulanabilir," diye ekliyor.

Klinik çeviriye yönelik beklentiler

1. Faz I: Akut STEMI hastalarında revaskülarizasyondan sonraki ilk 24-72 saatte PSAT1-modRNA'nın güvenliği ve dozajının değerlendirilmesi.
2. Faz II/III: EF'de iyileşme, skar azalması ve tekrar yatışlar açısından AAV9-PSAT1'in kontrol ile karşılaştırılması.
3. Yanıt biyobelirteçleri: plazma serin/glutatyon düzeyleri, enfarktüs hacminin CM-MRI'si, biyopsilerde apoptoz belirteçleri.

Çözüm

Bu çalışma, kardiyak rejenerasyona yönelik yeni bir gen metabolizması yaklaşımını ortaya koymaktadır: PSAT1 aracılığıyla serin sentezinin geçici aktivasyonu, yetişkin kardiyomiyositlerin hücre döngüsüne yeniden girmesini, kılcal damar ağını genişletmesini ve enfarktüs sonrası işlevini geri kazanmasını sağlar. PSAT1'i hedef alan gen ve modRNA tedavileri, skar oluşumunu azaltarak ve kalp yetmezliği riskini düşürerek akut miyokard enfarktüsü tedavisinin paradigmasını değiştirmeye umut vermektedir.