Zespół z University of Sydney, Baird Institute i Royal Prince Alfred Hospital przeanalizował, czy po zawale mięśnia sercowego kardiomiocyty dorosłego człowieka zachowują zdolność do wejścia w cykl komórkowy. Praca opublikowana w „Circulation Research” dotyczyła ludzkiej tkanki sercowej pobranej po zawale oraz próbek kontrolnych. Badacze skupili się na tym, czy w uszkodzonym sercu można wykryć kolejne etapy podziału komórek mięśniowych, a nie wyłącznie pojedyncze markery związane z proliferacją. Część materiału pochodziła od żyjących pacjentów poddawanych operacji pomostowania aortalno-wieńcowego, czyli bypassów. Pozwoliło to badać tkankę serca po zawale w warunkach klinicznych, bez ograniczania analizy do materiału pośmiertnego. Próbki obejmowały obszary objęte przebudową pozawałową, w których kardiomiocyty pozostają w środowisku niedokrwienia, zapalenia, zmian metabolicznych i reorganizacji macierzy zewnątrzkomórkowej.

Do oceny tkanki wykorzystano kilka metod. Barwienia immunohistochemiczne służyły do wykrywania białek związanych z mitozą i cytokinezą, analizy RNA całych próbek tkanki pozwalały określić zmiany ekspresji genów po zawale, proteomika i metabolomika pokazywały zmiany w składzie białek i metabolitów, a sekwencjonowanie RNA pojedynczych jąder komórkowych umożliwiało rozdzielenie sygnałów pochodzących z różnych populacji komórek obecnych w mięśniu sercowym. W materiale pozawałowym wykryto kardiomiocyty z cechami aktywności mitotycznej. Obecne były markery kolejnych etapów podziału, w tym sygnały związane z cytokinezą, czyli fizycznym rozdzielaniem komórki. Samo uruchomienie programu cyklu komórkowego nie przesądza o powstaniu nowych komórek potomnych. Kardiomiocyt może zwiększyć zawartość DNA albo przejść przez niepełny podział bez skutecznego rozdzielenia komórki. W tym badaniu oceniano więc zarówno aktywację genów proliferacyjnych, jak i morfologiczne cechy późniejszych etapów podziału.

Aktywność mitotyczna była wyższa w tkance po zawale niż w próbkach kontrolnych. Najważniejszy wynik polega na wykazaniu, że dorosłe ludzkie kardiomiocyty mogą reagować na uszkodzenie niedokrwienne wejściem w program podziałowy. Zjawisko dobrze opisane wcześniej w modelach zwierzęcych (konkretnie na modelu mysim) zostało udokumentowane w ludzkim materiale klinicznym. Analizy molekularne pokazały, że podziały kardiomiocytów występowały razem z szeroką przebudową tkanki. Po zawale zmieniał się profil ekspresji genów, skład białek i metabolizm komórek. Tkanka wykazywała cechy gojenia, włóknienia, reakcji zapalnej i przebudowy macierzy zewnątrzkomórkowej. Aktywność podziałowa kardiomiocytów była więc elementem odpowiedzi pozawałowej, a nie izolowanym zjawiskiem obserwowanym poza procesem naprawy i bliznowacenia. Skala tej odpowiedzi pozostaje ograniczona. U pacjentów po zawale nadal dochodzi do powstawania blizny, a naturalna aktywność podziałowa kardiomiocytów nie odtwarza utraconej masy czynnego mięśnia sercowego. Badanie pokazuje jednak, że ludzka tkanka sercowa nie jest całkowicie bierna po niedokrwieniu. W uszkodzonym mięśniu można wykryć komórki wchodzące w podział, choć proces jest zbyt słaby, aby zapewnić pełną regenerację.

Dane pochodzące bezpośrednio z ludzkiego mięśnia sercowego ograniczają problem przenoszenia wyników z modeli zwierzęcych. Serce myszy lub szczura różni się od ludzkiego rozmiarem, tempem pracy, metabolizmem i przebiegiem przebudowy po uszkodzeniu. Wykazanie aktywności mitotycznej kardiomiocytów w próbkach od pacjentów po zawale daje podstawę do dalszego badania mechanizmów, które uruchamiają podziały komórek mięśniowych w dorosłym sercu człowieka. Według autorów kolejne badania powinny określić, które populacje kardiomiocytów zachowują największą zdolność do podziału, jakie sygnały molekularne uruchamiają mitozę po niedokrwieniu i dlaczego naturalna odpowiedź nie wystarcza do odbudowy tkanki. Znaczenie mogą mieć czas od zawału, rozległość uszkodzenia, wiek pacjenta, leczenie, choroby współistniejące i stan metaboliczny serca. Obecne dane wskazują na ograniczoną, ale wykrywalną aktywność podziałową kardiomiocytów w dorosłym ludzkim sercu po zawale.