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Nature:工程心肌使衰竭的心脏重新焕发活力

奇物论  · 公众号  ·  · 2025-02-20 22:36

正文


临床前研究表明,工程化心肌 (EHM) 可以使受损的心脏组织重新肌肉化,但大多数证据来自小动物研究,这些研究对大型动物和人类的结果预测能力有限。


为了促进基于同种异体移植的肌肉化方法的临床测试,并遵循区域监管机构的指导, 德国心血管研究中心 Wolfram-Hubertus Zimmermann 等人 设计了一项恒河猴大型动物研究。通过采用诱导多能干细胞技术,他们生成了高纯度的心肌细胞和基质细胞,并用它们构建 EHM,证明了为临床使用而开发的恒河猴和人类 EHM 的结构和功能等效性。


图|恒河猴 EHM 的配方和特性


观察到 EHM 异体移植物的长期(长达六个月)保留,并有成熟和血管化的证据。值得注意的是,在患有心力衰竭的受体恒河猴中,植入部位的局部心脏功能和整个心脏的功能均得到改善。 重要的是,没有心律失常或肿瘤生长的证据。


图|EHM 同种异体移植通过慢性心力衰竭模型中的肌肉重建增强局部和整体心脏功能。


这些数据对于批准正在进行的一项首例患者、同类首创的 I/II 期试验至关重要,该试验旨在评估 EHM 植入物对晚期心力衰竭患者的安全性和有效性(BioVAT-HF;NCT04396899)。在 EHM 植入三个月后接受心脏移植后,对试验参与者自己的心脏进行检查,证实了心肌细胞异体移植物的保留和成熟。这一观察结果以及可靠的安全性是批准将试验剂量增加到最大可行水平的关键。


图|人体心脏的肌肉再形成


在恒河猴和心力衰竭患者中观察到的 EHM 诱导的心脏肌肉重建表明,对衰竭心脏进行治疗性肌肉重建是可行的。该研究设计可作为推进其他基于多能干细胞的心脏病疗法以及其他疾病疗法的蓝图。

尽管这些数据令人兴奋,但 EHM 组织水平整合的潜在机制仍然难以捉摸。心脏表面的 EHM 不太可能立即接收来自受体心脏的电信号,反之亦然——这或许可以解释为什么与注射到肌壁中的心肌细胞 相比,心脏表面的此类组织移植物不会引发心律失常。然而,EHM 受到受体心跳的机械调节,这种调节可能对组织成熟和收缩性产生重要影响,从而导致同种异体移植的同步支持;这一生物过程可描述为机电整合。

需要进一步研究以确定 EHM 整合的确切机制以及最有可能从 EHM 植入物中受益的患者群体。组织配方、剂量和限制接受者免疫抑制需求的方法也必须进行优化。这些努力可以共同释放心肌再肌肉化的全部潜力。


参考文献:

Jebran, AF., Seidler, T., Tiburcy, M. et al. Engineered heart muscle allografts for heart repair in primates and humans. Nature (2025).

https://doi.org/10.1038/s41586-024-08463-0








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