Cardiac muscle regeneration

Abstract

Background. Considering that cardiovascular diseases are the leading cause of death worldwide and their negative impact on humans’ life quality, the aim of the current study was to identify the novelties in the field of cardiac regeneration. Material and methods A systemic review of relevant publications from Web of Science, Google Scholar, Scopus, MEDLINE, PubMed and Semantic Scholar databases has been done. As keywords the myocardial infarction, heart regeneration, myocardium regeneration, cardiomyocyte proliferation were used. Results Lately, a significant progress has been made in strategy of generating new cardiomyocytes through key signaling pathways and molecules to boost cardiomyocyte proliferation and cardiac regeneration. Recent advances in the field have focused on stimulating cardiomyocyte proliferation by reprogramming of fibroblasts to cardiomyocytes, modulating cell cycle components, extracellular ligands, epigenetic targets and microRNAs, oxygen environment and metabolism, influencing the Hippo pathway, extracellular matrix composition and growth factors. Three strategies have shown potential for cardiac regeneration in preclinical models: cardiomyocyte transplantation, stimulation of cardiomyocyte proliferation and direct reprogramming of non-myocytes to cardiomyocytes. Conclusions Research has shown that cardiomyocytes retain some proliferative capacity into adulthood and as potential regulators were identified the cell cycle regulators, extracellular ligands, epigenetic targets and microRNAs. Understanding the molecular mechanisms controlling fetal and postnatal cardiomyocyte proliferation is crucial for identifying targets for cardiac regeneration. Standardization and independent validation of cardiac regeneration studies are recommended to advance the field towards developing therapeutic targets for patients.

Introducere Dat fiind faptul că, bolile cardiovasculare sunt principala cauză de deces la nivel mondial cu impact negativ asupra calității vieții oamenilor, scopul acestui studiu a fost de a identifica inovațiile din sfera regenerării cardiace. Material și metode A fost efectuată analiza sistematică a publicațiilor relevante din bazele de date Web of Science, Google Scholar, Scopus, MEDLINE, PubMed și Semantic Scholar. Ca cuvinte cheie au fost utilizate: infarctul miocardic, regenerarea cordului, regenerarea miocardului, proliferarea cardiomiocitelor. Rezultate În ultima perioadă au fost înregistrate progrese semnificative în strategia generării de noi cardiomiocite, prin utilizarea căilor de semnalizare și moleculelor cheie pentru stimularea proliferării cardiomiocitelor și regenerarea cardiacă. Progresele recente în domeniu s-au concentrat pe stimularea proliferării cardiomiocitelor prin reprogramarea fibroblastelor în cardiomiocite, modularea componentelor ciclului celular, a liganzilor extracelulari, a țintelor epigenetice și a microARN-urilor, a mediului oxigenării și a metabolismului, influențând calea Hippo, compoziția matricii extracelulare și factorii de creștere.Trei strategii au demonstrat potențial pentru regenerarea cardiacă în modelele preclinice: transplantul de cardiomiocite, stimularea proliferării cardiomiocitelor și reprogramarea directă a non-miocitelor în cardiomiocite. Concluzii Cercetarea a pus în evidență faptul că, cardiomiocitele își păstrează o anumită capacitate proliferativă până la vârsta adultă, printre potențialii regulatori fiind identificați regulatorii ciclului celular, liganzii extracelulari, țintele epigenetice și microARN-urile. Înțelegerea mecanismelor moleculare care controlează proliferarea cardiomiocitelor fetale și postnatale este crucială pentru identificarea țintelor regenerării cardiace. În vederea avansării domeniului și dezvoltării țintelor terapeutice pentru pacienți se recomandă standardizarea și validarea independentă a studiilor ce țin de regenerarea cardiacă.