Can the human heart repair itself after a heart attack?

The heart has a limited, natural capacity to grow new muscle cells post-infarction, confirmed for the first time in human tissue by this study. The regeneration occurs through cardiomyocyte mitosis. However, the new cells produced are far too few to replace the muscle lost during a major attack, so the response exists but is functionally insufficient on its own.

Why can't doctors already fix heart failure?

Heart failure results from irreversible muscle loss. The heart compensates by working harder, which eventually fails. A heart transplant is the only cure, and donor organ supply is severely limited — roughly 144,000 Australians live with heart failure against approximately 115 transplants performed each year.

What did this heart study do differently from previous research?

Previous cardiac studies used post-mortem tissue, losing active molecular signals. This team collected tissue from living bypass surgery patients and preserved it in liquid nitrogen within fifteen minutes, capturing cell division activity that post-mortem sampling misses.

How long until a heart regeneration treatment is available?

There is no clinical treatment yet. The team identified proteins linked to cardiomyocyte division as drug targets, and the living tissue model is now a tool for testing compounds. Clinical translation from this type of foundational finding typically takes years of further research.

O músculo cardíaco regenera-se após um enfarte — confirmado pela primeira vez em humanos

Um enfarte do miocárdio destrói, em média, cerca de um terço das células musculares nas câmaras cardíacas afetadas. Essa perda sempre foi considerada permanente. O músculo cardíaco, ao contrário do fígado ou da pele, julgava-se essencialmente incapaz de substituir o que uma lesão grave retira. A cicatrização que se forma sobre o tecido cardíaco danificado era o capítulo final da história.

Afinal, há outro capítulo. Investigadores da Universidade de Sydney, a trabalhar com tecido cardíaco vivo recolhido de doentes durante cirurgias de bypass, confirmaram o que até agora só se tinha visto em ratinhos: após um enfarte, o coração humano começa a produzir novas células musculares.

A descoberta não significa que o coração se cure sozinho. A resposta regenerativa é demasiado pequena para compensar a dimensão dos danos. Mas provar que a capacidade existe muda aquilo que os investigadores podem visar — e levanta a possibilidade de uma terapia poder um dia amplificar aquilo que o coração já tenta fazer.

Como mediram

A dificuldade em estudar o tecido cardíaco humano sempre foi um problema de timing. Quando uma amostra pós-morte chega ao laboratório, os sinais moleculares da divisão celular ativa já se dissiparam em grande parte. O Dr. Robert Hume, primeiro autor do estudo e investigador do Baird Institute for Applied Heart and Lung Research, ajudou a resolver esta questão ao desenvolver uma abordagem de amostragem que recolhe tecido de doentes vivos.

Doentes que deram consentimento, submetidos a cirurgia de bypass no Royal Prince Alfred Hospital de Sydney, aceitaram que fossem recolhidas pequenas amostras de tecido de áreas danificadas e não danificadas do coração durante o procedimento. As amostras foram preservadas no espaço de quinze minutos com recurso a azoto líquido, o que fixou a atividade biológica no local. Esse nível de fidelidade, impossível com material pós-morte, permitiu à equipa detetar aquilo que estudos anteriores não tinham conseguido: um aumento estatisticamente significativo da mitose dos cardiomiócitos — o processo pelo qual as células musculares se dividem e reproduzem — nos corações de doentes que tinham sofrido enfartes.

“Conseguimos demonstrar um aumento estatisticamente significativo da mitose dos cardiomiócitos em corações humanos enfartados”, referiu o Dr. Hume. Os cientistas já tinham observado o mesmo efeito em ratinhos. Esta é a primeira vez que é documentado diretamente em tecido humano.

O que os enfartes realmente destroem

A dimensão do problema explica por que esta descoberta é relevante mesmo que o sinal regenerativo seja modesto. Um enfarte grave pode eliminar até mil milhões de cardiomiócitos — células de que o coração depende para bater e para coordenar o ritmo entre as câmaras. O músculo que sobrevive tem de compensar, muitas vezes esticando-se. Ao longo de anos, essa compensação falha. O coração aumenta de tamanho, enfraquece e a sua capacidade de bombear sangue para o resto do corpo diminui.

Esse ponto final é a insuficiência cardíaca, e não tem uma solução simples. Só na Austrália, há cerca de 144 mil pessoas a viver com esta condição. O transplante é atualmente o único tratamento definitivo, e o país realiza aproximadamente 115 procedimentos deste tipo por ano. O fosso entre a necessidade e a oferta não pode ser fechado apenas através de cirurgia.

A doença cardiovascular continua a ser a principal causa de morte a nível mundial. Qualquer terapia que altere as probabilidades após um enfarte — mesmo que modestamente — alcançaria uma população na casa das dezenas de milhões.

Por que isto não resolve a questão

A resposta regenerativa natural do coração, tal como é atualmente compreendida, não consegue acompanhar a lesão que a desencadeia. A morte celular causada por um enfarte grave excede largamente o número de novos cardiomiócitos que o coração gera em resposta. O Dr. Hume reconheceu-o diretamente: a resposta regenerativa, embora real, não é suficiente para evitar que o coração fique cicatrizado.

Há também uma questão de mecanismo que o campo ainda não resolveu totalmente. Investigações relacionadas em corações humanos com insuficiência cardíaca descobriram que muitos dos eventos de replicação do ADN nos cardiomiócitos envolvem poliploidização — células que acumulam cópias extra do seu genoma sem realmente se dividirem — e multinucleação, em vez de divisão mitótica normal. Separar a proliferação genuína destes processos relacionados mas distintos faz parte do desafio técnico que o modelo de tecido vivo da equipa de Sydney está agora em posição de enfrentar.

A investigação baseou-se também numa população específica de doentes — pessoas já submetidas a cirurgia de bypass — que pode não representar o espetro completo dos doentes com enfarte. Serão necessários estudos maiores e mais diversificados para perceber com que consistência este sinal regenerativo aparece e se difere em doentes mais jovens, com diferentes tamanhos de enfarte, ou tratados precocemente versus tardiamente.

O que as proteínas sugerem a seguir

A equipa identificou também várias proteínas no tecido humano que já tinham sido associadas à regeneração cardíaca em ratinhos. Essas proteínas constituem a pista inicial mais concreta para o desenvolvimento de terapias. Se forem os interruptores moleculares que desencadeiam a divisão dos cardiomiócitos em resposta à lesão, tornam-se alvos — algo que um fármaco poderia ativar ou amplificar.

O Professor Sean Lal, autor sénior do estudo e cardiologista especializado em insuficiência cardíaca no Royal Prince Alfred Hospital, descreveu aquilo em que a equipa está a trabalhar: “Em última análise, o objetivo é usar esta descoberta para criar novas células cardíacas que possam reverter a insuficiência cardíaca. Usar modelos de tecido cardíaco humano vivo no nosso trabalho significa que teremos dados mais precisos e fiáveis para desenvolver novas terapias para a doença cardíaca.”

O modelo de tecido vivo é, por si só, uma ferramenta de investigação independente deste resultado específico. Como preserva o estado molecular do coração no momento da cirurgia, pode ser utilizado para testar compostos que possam estimular a divisão celular — sem ser necessário que outra pessoa sofra um enfarte primeiro.

Perguntas frequentes sobre a regeneração cardíaca

O coração humano pode reparar-se após um enfarte?

O coração tem uma capacidade limitada e natural de produzir novas células musculares após o enfarte, como este estudo confirma pela primeira vez em tecido humano. A regeneração ocorre através da mitose dos cardiomiócitos — divisão celular. O número de novas células produzidas é demasiado pequeno para substituir o músculo perdido durante um enfarte grave, pelo que a resposta de reparação do coração existe mas é funcionalmente insuficiente por si só.

Porque é que os médicos não conseguem já curar a insuficiência cardíaca?

A insuficiência cardíaca resulta de uma perda muscular irreversível: o coração compensa as áreas enfraquecidas trabalhando mais, o que acaba por falhar. O transplante cardíaco é a única cura, e a oferta de órgãos dadores é severamente limitada. Cerca de 144 mil australianos vivem com insuficiência cardíaca, contra aproximadamente 115 transplantes realizados por ano. O fosso entre os doentes e os órgãos disponíveis impulsiona a procura de terapias que possam regenerar o músculo danificado.

O que é que este estudo fez de diferente em relação a investigações anteriores?

Estudos anteriores sobre regeneração cardíaca usaram tecido pós-morte. Quando essas amostras chegam ao laboratório, os sinais moleculares da divisão celular já se desvaneceram. A equipa de Sydney recolheu tecido de doentes vivos durante cirurgias de bypass e preservou-o no espaço de quinze minutos com azoto líquido. Essa abordagem capturou processos biológicos ativos que a amostragem pós-morte não consegue captar — incluindo o sinal de divisão celular que é a descoberta central do estudo.

Daqui a quanto tempo estará disponível um tratamento?

Ainda não existe nenhum tratamento clínico baseado nesta descoberta. A equipa identificou proteínas que podem regular a divisão dos cardiomiócitos, e estas são agora alvos para o desenvolvimento de fármacos. O significado deste trabalho é que abre uma direção terapêutica anteriormente considerada encerrada: o coração humano adulto pode produzir novo músculo, e os investigadores têm agora uma ferramenta para estudar como fazê-lo a uma escala útil.

A próxima fase da investigação tentará identificar quais as proteínas que podem ser amplificadas no modelo de tecido vivo, e se fazê-lo aumenta a taxa de divisão celular para níveis que possam realisticamente compensar os danos do enfarte.

Etiquetas: biology, cardiac regeneration, cardiology, cardiomyocyte, heart attack, heart failure