A Michigani Állami Egyetem kutatói olyan fejlett emberi szívorganoid rendszert hoztak létre, amely modellezi az egerekben és az emberekben előforduló, terhességi cukorbetegség okozta veleszületett szívbetegség jellemzőit. Az eredmények azt mutatták, hogy az endoplazmatikusretikulum (ER)-stressz és a lipidek egyensúlyhiánya lényeges tényezők, amelyek hozzájárulnak ehhez a rendellenességhez, és amelyeken omega–3 expozícióval lehetne segíteni.
Az embereknél a veleszületett rendellenesség leggyakoribb típusa a veleszületett szívbetegség. A terhességi cukorbetegség, amely az anyát az első trimeszter előtt és alatt érinti, jelentősen hozzájárul a veleszületett szívbetegségek kialakulásához, és a reproduktív korú női cukorbetegek egyre növekvő populációjában jelentkezik. A terhességi cukorbetegségben szenvedő anyák újszülöttjeinél 12-szeresére nőhet a veleszületett szívbetegség kockázata, de az állapot klinikailag nehezen kezelhető, mivel az embrió érzékeny a glükózingadozásra.
Korábbi epidemiológiai vizsgálatok a terhességi cukorbetegséget más veleszületett rendellenességek, például a központi idegrendszer (CNS), az emésztőrendszer, az urogenitális rendszer és a mozgásszervek rendellenességeinek kockázati tényezőjeként azonosították.
A tanulmány vezető szerzője, dr. Aitor Aguirre, a Michigani Állami Egyetem munkatársa kijelentette: „Az alkalmazott új őssejtalapú organoid technológia lehetővé teszi az embereken végzett, fiziológiailag releváns vizsgálatokat, lehetővé téve számunkra, hogy megkerüljük az állatmodelleket, és több információt szerezzünk a releváns betegségmechanizmusokról, felgyorsítva a gyógyszerkutatás és az orvosi fordítás folyamatát.”
A terhességi diabéteszes szívorganoidok (PGDHO-k) a korábbi egér- és humán vizsgálatokban megfigyelt jellemzőket fejlesztették ki. A diabéteszes humán szívorganoidok nagyobbak voltak, ami a szív hipertrófiájára utal, amely az anyai terhességi cukorbetegség első jellemzője. Ezt a szívizomsejtek méretének vizsgálatával igazolták. Emellett a cukorbeteg anyától származó újszülött patkányoknál ritmuszavarok és az ütésfrekvencia csökkenése figyelhető meg, ami a PGDHO-kban is megfigyelhető volt.
A PGDHO-k egysejtes transzkriptomikai elemzése a kardiomiociták számának csökkenését, a szív külső felszínén a szövetek jelentős kiterjedését és a jól fejlett érrendszer hiányát mutatta ki a korai fejlődési szakaszokban.
Továbbá a PGDHO-k a reaktív oxigénfajok (ROS) fokozott felhalmozódását mutatták, amely fokozott oxidatív stresszt és mitokondriális duzzanatot mutatott, amely a diabéteszes embrionális szív állapotának jellemzője. A ROS jelentős része az ER-ben lokalizálódott, ami azt jelenti, hogy annak működése károsodhatott, és ER-stresszt eredményezhetett.
A kutatók az ER-stressz hatásainak orvoslására több potenciálisan terápiás hatású vegyületet teszteltek a PGDHO-kon. Az omega–3 zsírsavak keveréke javította a diabéteszes jellegzetességeket, míg az inozitolt igénylő enzim 1 (IRE1) célzott kezelése csökkentette a kardiomiociták hipertrófiáját. Valamennyi vegyület helyreállította a FADS2 szintjét.
Dr. Aguirre figyelmeztetett: „Az organoidokból még mindig hiányzik néhány olyan jellemző, amely fontos lehet, mint például a külső érrendszer és a kiáramlási útvonal, valamint a jobb kamraképződés, így lehet, hogy a veleszületett szívbetegség és a diabéteszes kardiomiopátia fontos aspektusai még mindig hiányoznak.”
