Sydänlihaksen iskemia-reperfuusiovaurion mallintaminen

Abstract

Sepelvaltimotauti on valtimonkovettumatauti eli ateroskleroottinen sairaus ja merkittävä kuolinsyy maailmanlaajuisesti. Yleinen sepelvaltimotaudin seuraus on sydäninfarkti verenkierron estyttyä sepelvaltimotukoksen takia. Tästä seuraa sydänlihaksen ajautuminen hypoksiseen eli iskeemiseen tilaan, jonka seurauksena sydänlihassoluissa tapahtuu monia metabolisia muutoksia. Iskeemisen tilan pitkittyessä sellulaarisen pH:n aleneminen ja metaboliset muutokset vahingoittavat sydänlihassoluja ja johtavat solukuoleman aktivaatioon. Paras hoitokeino rajoittaa infarktin laajuutta on mahdollisimman pikainen verenkierron palauttaminen eli reperfuusio infarktin tapahtumisen jälkeen. Vaikka reperfuusio on välttämätöntä potilaan pelastamiseksi, se lisää sydänlihaksen vaurioita aiheuttamalla reperfuusiovauriota. Näiden eri vauriomuotojen lopputulosta kutsutaan iskemia-reper-fuusiovaurioksi.

Iskemia-reperfuusiovaurion merkittävimmät aiheuttajat ovat reperfuusiossa tapahtuva intrasellulaarisen pH:n nopea palautuminen, oksidatiivisen stressin ja Ca2+-ylimäärän muodostuminen. Nämä prosessit risteävät mitokondrion kohdalla, joka on merkittävä tekijä solukuoleman aktivaatiossa. Vaikka iskemia-reperfuusiovaurion muodostumisesta on kattavasti tietoa, sen estämiseksi ei ole kyetty kehittämään hoitokeinoa. Lukuisat koe-eläin- ja solumalleilla lupaavilta vaikuttaneet hoitokeinot ovat osoittautuneet kliinisissä tutkimuksissa tehottomiksi. Kliinisten tutkimusten epäonnistumisille on etsitty syitä ja pääasiallisina syinä pidetään käytettyjä tautimalleja sekä tutkimusten huonoa suunnittelua. Tautimallit eivät ole huomioineet iskemia-reperfuusiovaurion monimutkaisuutta ja sen todellista kliinistä ilmentymistä

Tästä johtuen on tarvetta uusille malleille, jotka mallintavat iskemia-reperfuusiovauriota tarkemmin ja huomioivat paremmin siihen vaikuttavat tekijät. Monet uusista solumalleista hyödyntävät ihmisen soluja, mikä mahdollistaa ihmisen iskemia-reperfuusiovaurion tutkimisen. Vaikka uusilla solumalleilla voidaan arvioida hoitojen toimivuutta ihmisen soluissa, on silti tarvetta myös koe-eläinmalleille. Solumallien tulokset on validoitava koe-eläinmalleilla ja lisäksi mallit ovat hyödyllisiä iskemia-reperfuusiovaurion mekanismien selvittämiseen. Uudet mallit, etenkin solumallit, jotka hyödyntävät ihmisen soluja, suovat paremmat mahdollisuudet toimivien hoitojen ja lääkkeiden löytämiseen kuin aiemmat mallit.