Nagbukas ang Singapore ng Stem Cell Center para Pag-aralan ang Sakit sa Puso ng mga Asyano at Iakma ang mga Paggamot

Nagbibigay ang 5ml na Sampol ng Dugo ng Bagong Pagtingin sa Sakit sa Puso

Binuksan ng Singapore ang kauna-unahan nitong sentrong nakatuon sa pananaliksik sa stem cell para sa sakit sa puso ng mga Asyano, na nagtatayo sa pundasyon ng mahigit 40 modelo ng sakit na ginawa mula sa mga selula ng mga pasyente sa National Heart Centre Singapore (NHCS). Layunin nitong maunawaan kung bakit naiiba ang epekto ng sakit sa puso sa mga pasyenteng Asyano at makahanap ng mga paggamot na higit na angkop sa kanilang biyolohiya.

Inilunsad ni Tan Kiat How, Senior Minister of State for Health, ang Centre for Integrative Human Cell Research and Translation (CIPHER) noong Oktubre 16 sa ikaanim na NHCS Heart to Heart Gala sa The Ritz-Carlton Millenia Singapore. Maaari lamang magsimula ang mga mananaliksik nito sa 5ml ng dugo, i-reprogram ang mga selula mula sa sampol bilang mga stem cell, at palaguin ang mga tumitibok na selula ng kalamnan ng puso para pag-aralan sa laboratoryo.

Ayon kay Chrishan Ramachandra, deputy director ng CIPHER at principal investigator din sa National Heart Research Institute Singapore (NHRIS) at NHCS, mas maagang nagkakaroon ng sakit sa puso ang mga pasyenteng Asyano, iba ang mga padron ng kanilang karamdaman at karaniwang mas malala ang kinalalabasan kaysa sa mga pasyenteng Kanluranin. Gayunman, malaking bahagi ng pananaliksik na pinagbabatayan ng mga paggamot ay umasa sa mga hayop at sa biyolohiyang Kanluranin.

Pagsasama-sama ng ilang larangan ng pananaliksik ang ginagawa ng sentro: mga modelong nagtataglay ng mga katangian ng sakit ng mga indibidwal na pasyente, pagsusuri ng mga gamot sa mga selula ng tao, at isang maliit na silid-puso na idinisenyo upang gayahin ang piling katangian ng pusong pumapalya. Kasabay ng paglulunsad, isang hiwalay na donasyong $2.5 milyon ang nagtatag ng isang professorship para suportahan ang pananaliksik sa operasyon sa puso at dibdib at ang pagsasanay sa mga susunod na lider sa larangan ng operasyon.

Bakit Pag-aralan ang Biyolohiya ng mga Pasyenteng Asyano?

Nagbibigay sa mga mananaliksik ng pagkakataong suriin ang sakit sa puso at mga daluyan ng dugo sa iba't ibang populasyong Asyano ang mga komunidad na Tsino, Malay at Indian sa Singapore. Ayon kay Derek Hausenloy, direktor ng CIPHER, dahil sa pagkakaiba-iba ng mga ito, napag-aaralan ng sentro kung paano lumilitaw ang sakit sa partikular na mga grupong etniko, sa halip na ituring ang mga pasyenteng Asyano bilang iisang kategoryang biyolohikal.

Nais tukuyin ng mga mananaliksik ang mga prosesong nagdudulot ng mga pagkakaibang iyon. Makakatulong ang modelo ng sakit upang suriin kung paano kumikilos ang mga selula ng puso, paano ginagamit ng mga ito ang enerhiya at paano tumutugon sa isang gamot. Maaaring ituro ng mga obserbasyong ito ang target ng paggamot, o prosesong biyolohikal na maaaring baguhin ng isang gamot.

Malaki ang pangangailangan. Ayon sa mga bilang na binanggit sa paglulunsad, nasa 23 kada araw ang namamatay sa sakit sa puso at stroke sa Singapore, at sanhi ang mga sakit sa puso at mga daluyan ng dugo ng isa sa bawat tatlong pagkamatay noong 2025. Tungkulin ng CIPHER na gawing kapaki-pakinabang sa pangangalaga ng mga pasyente ang mas detalyadong pag-unawa sa kanilang biyolohiya.

Paano Nagiging Tumitibok na Selula ng Puso ang mga Selula ng Dugo

Gumagamit ang mga mananaliksik ng prosesong tinatawag na reprogramming upang gawing induced pluripotent stem cells ang mga espesyalisadong selula. Maaari namang gabayan ang mga stem cell na ito upang maging iba pang uri ng selula, kabilang ang mga selula ng kalamnan ng puso. Sa madaling salita, nire-reset ng mga siyentipiko ang pagkakakilanlan ng isang selula bago ito gabayan tungo sa ibang tungkulin.

Dahil dito, nagiging paraan ang sampol ng dugo upang pag-aralan ang sakit sa puso ng isang pasyente nang hindi kumukuha ng bahagi mismo ng puso. Taglay ng mga selulang nalilikha ang henetikong katangian ng pasyente at nagagaya ng mga ito sa laboratoryo ang ilang katangian ng kanyang kondisyon.

Ipinaliwanag ni Ramachandra ang halaga ng paraang ito:

"Kapag pinalaki namin sa isang sisidlan ang selula ng kalamnan ng puso mula sa sariling dugo ng pasyente at pinanood itong tumibok habang taglay ang sakit ng pasyenteng iyon, may nakikita kami na hindi kayang gayahin ng anumang modelo ng hayop," sabi ni Chrishan.

Pinadadali rin para sa mga pasyente ang pagkuha ng sampol sa pamamagitan ng dugo. Noong Disyembre 2023, ipinaliwanag ni Ramachandra na hindi na sila kumukuha ng sampol ng balat dahil invasive ang proseso at maaaring mag-iwan ng maliit na peklat. Sa halip, maaaring kumuha ng dugo kapag nagpapa-checkup ang mga pasyente.

Mahigit 40 Modelo ang Bumubuo sa Paunang Koleksiyon

Bumuo ang NHCS ng mahigit 40 modelong nagmula sa mga pasyente, na nagsisilbing pundasyon ng programa sa pananaliksik ng CIPHER. Kabilang sa mga kondisyong kinakatawan ng mga ito ang heart failure, mga karamdamang arrhythmogenic at cardiomyopathy.

Nangangahulugan ang heart failure na hindi nakapagbibigay ng dugo ang puso nang kasinghusay ng kailangan ng katawan. Sakit sa kalamnan ng puso ang cardiomyopathy, na maaaring lumuwag, kumapal o tumigas. Dahil sa mga pagbabagong ito, mas nahihirapan ang puso sa pagbomba ng dugo.

Sa mga namamanang kondisyong arrhythmogenic na inilarawan ng mga mananaliksik, hindi nagdidikit nang maayos ang mga selula ng kalamnan ng puso at unti-unting napapalitan ang mga ito ng peklat na tisyu at taba. Maaaring maapektuhan ng mga pagbabagong ito ang mga senyas na elektrikal na nagpapanatiling koordinado ang tibok ng puso.

Dahil sumasaklaw sa iba't ibang kondisyon ang koleksiyon ng mga modelo, marami ang paraan ng mga siyentipiko upang siyasatin ang sakit. Maaari nilang pag-aralan kung ano ang nagiging mali sa mga selula, paghambingin ang mga tugon sa mga posibleng paggamot at maghanap ng mga katangiang biyolohikal na kaugnay ng mas mabuting tugon.

Pagsusuri ng mga Gamot Bago Ito Inumin ng mga Pasyente

Ayon kay Hausenloy, maaaring gamitin ang mga cell platform ng CIPHER upang sumubok ng mga gamot at pag-aralan ang mga epekto ng mga ito sa paggana ng puso at metabolismo, ang mga prosesong kemikal kung saan kumukuha at gumagamit ng enerhiya ang mga selula. Layunin nitong mas tumpak na matukoy ang mga paggamot, kabilang kung aling mga pasyente ang maaaring makinabang.

Maaaring makatulong ang isang gamot sa isang pasyente ngunit hindi gaanong umepekto sa iba. Makakatulong sa mga mananaliksik na siyasatin ang pagkakaibang ito ang pagsubok nito sa mga selulang pinalaki mula sa sampol ng pasyente, bago ilantad ang tao sa gamot na hindi epektibo o sa mga hindi kanais-nais na epekto nito.

Sa kontekstong ito, nangangahulugan ang personalisadong paggamot ng mas angkop na pangangalaga batay sa biyolohiya ng bawat indibidwal. Maaari ring magkaroon ng mas malawak na pakinabang ang parehong pananaliksik: maaaring humantong sa paggamot na kapaki-pakinabang sa mas malaking grupo ang pagtuklas sa mekanismo ng sakit na pinagsasaluhan ng maraming pasyente.

Walang ibinigay na takdang panahon sa anunsyo ng paglulunsad kung kailan gagamitin ang mga modelo ng CIPHER sa karaniwang pagrereseta o kung kailan makalilikha ang mga ito ng bagong aprubadong paggamot. Sa ngayon, nakasentro ang gawain sa pag-unawa sa sakit at pagsubok sa mga posibleng lunas.

Ano ang Naidaragdag ng Human Heart-in-a-Jar

Nakikipagtulungan din ang CIPHER sa Medera Inc., isang biopharmaceutical company na nasa klinikal na yugto, sa Human Heart-in-a-Jar, isang bioengineered na silid ng ventricle ng tao na halos kasinlaki ng dulo ng daliri. Isa ang ventricle sa mga pangunahing silid ng puso na nagbobomba ng dugo. Dinisenyo ang maliit na modelong ito upang gayahin ang piling mga katangian ng sakit sa puso.

Sa naunang gawaing inilarawan noong Disyembre 2023, nagtulungan ang NHCS at ang kumpanyang Novoheart na dalubhasa sa stem cell biotechnology. Nakatuon ang proyektong iyon sa paglikha ng maliliit na modelo mula sa mga pasyenteng Asyano na may heart failure, gamit ang mga selulang pinalaki mula sa kanilang dugo.

Nilalagyan ng pisikal na estruktura sa paligid ng mga selula ang proseso ng pagbuo nito. Inilalagay ng mga mananaliksik ang mga ito sa gel na may collagen at mga pantulong na materyal, saka hinuhubog ang halo sa paligid ng isang molde. Habang nabubuo ang tisyu mula sa mga selula at inaalis ang molde, naiiwan ang isang hungkag na silid na kayang tumibok at magbomba.

Nagbibigay ang silid na ito sa mga mananaliksik ng mga sukat na higit pa sa pagtibok ng mga indibidwal na selula sa isang sisidlan. Masusuri nila ang pag-urong, pagluwag at presyon, mga katangiang tuwirang kaugnay ng tungkulin ng puso na magpalipat-lipat ng dugo sa katawan. Sa paglulunsad ng CIPHER, inilarawan ang maliit na modelong ito bilang kauna-unahan sa Asya.

Pagtuon sa Pusong Nahihirapang Mapuno ng Dugo

Ang proyektong inilarawan noong Disyembre 2023 ay nakatuon sa heart failure na may napapanatiling ejection fraction, isang kondisyong sinasabing bumubuo sa kalahati ng mga kaso ng heart failure. Sinusukat ng ejection fraction ang proporsyon ng dugong naitutulak palabas ng ventricle sa bawat tibok.

Sa ganitong uri ng heart failure, maaaring manatili sa normal na saklaw ang proporsyon habang masyadong matigas ang kalamnan ng puso upang lumuwag at mapuno nang maayos. Kaya maaaring maayos pa ring pumiga ang puso ngunit hindi pa rin makapaghatid ng sapat na dugo upang matugunan ang pangangailangan ng katawan.

Nagbibigay ng paraan upang pag-aralan ang problemang ito ang maliit na silid na umuurong at lumuluwag. Umaasa ang mga mananaliksik na makatutulong ang mga sukat ng presyon at iba pang obserbasyon upang mas maayos nilang magaya ang sakit at matukoy ang mga gamot na may potensiyal.

Nakatanggap ang NHCS ng parangal na $5 milyon mula sa Industry Alignment Fund – Industry Collaboration Project ng Agency for Science, Technology and Research para sa pagtuklas ng gamot para sa mga pasyenteng Asyano na may heart failure. Ayon din sa ulat noong Disyembre 2023, 17 porsiyento ng mga ipinasok sa mga pampublikong ospital dahil sa sakit sa puso ay may heart failure, na nagpapakita sa laki ng pangangailangang klinikal.

Nagsimula ang Pananaliksik Noong 2009

Nakabatay ang CIPHER sa pananaliksik na nagsimula bago pa man buksan ang bagong sentro. Sa anunsyo ng pananaliksik noong 2011, na inilathala noong Setyembre 15, iniulat ng NHCS ang paglikha ng mga tumitibok na selula ng kalamnan ng puso mula sa balat ng mga pasyente, gamit ang paraang hindi gumamit ng mga virus upang makalikha ng induced pluripotent stem cells.

Nagsimula ang proyekto noong 2009. Binubuo ang pangkat nito ng 15 miyembro, kabilang ang tatlong clinician scientist at limang research scientist, at sinuportahan ito ng grant na halos $9 milyon mula sa National Research Foundation sa loob ng limang taon. Tinukoy ng NHCS na maaaring gamitin ang pananaliksik sa pagmomodelo ng sakit at personalisadong pagsusuri ng gamot.

• 2009: Sinimulan ng pangkat ng NHCS ang proyekto sa stem cell na kalauna'y inilarawan sa opisyal na anunsyo nito.
• Setyembre 15, 2011: Inanunsyo ng NHCS ang paglikha ng mga tumitibok na selula ng puso mula sa balat ng mga pasyente.
• Disyembre 4, 2023: Inilarawan ang proyekto ng maliit na puso, na nakatuon sa mga pasyenteng Asyano at heart failure na may napapanatiling ejection fraction.
• Oktubre 16: Inilunsad ang CIPHER na may pundasyong pananaliksik na binubuo ng mahigit 40 modelong nagmula sa mga pasyente.

Tinataya sa anunsyo noong 2011 na may humigit-kumulang 5,000 taunang pagpapapasok sa ospital dahil sa heart failure sa Singapore, at halos 1,000 kaso ang ginagamot ng NHCS. Ipinakikita ng mga makasaysayang bilang na ito kung bakit nagsikap ang mga mananaliksik na humanap ng paraan upang pag-aralan ang napinsalang kalamnan ng puso at ang magkakaibang tugon ng mga indibidwal sa mga gamot.

Suporta sa Pananaliksik sa Operasyon ang Donasyong $2.5 Milyon

Inanunsyo rin ng SingHealth Duke-NUS Academic Medicine Centre sa paglulunsad ang Tong Ming Chuan Professorship in Cardiothoracic Surgery. Pinondohan ito ng donasyong $2.5 milyon mula kay Tong at igagawad ng Duke-NUS Medical School sa ilalim ng Cardiovascular Sciences Academic Clinical Programme.

Si Tong, isang cardiothoracic at vascular surgeon na may pribadong klinika sa Mount Elizabeth Medical Centre at visiting consultant sa NHCS, ay tumulong sa pangunguna sa mga operasyong pangpuso noong nagtatrabaho siya sa Singapore General Hospital mula 1981 hanggang 1992. Kabilang siya sa pangkat na nagsagawa ng unang transplant ng puso sa Singapore noong 1990 at ng unang transplant ng baga nito noong 2000.

Layunin ng professorship na suportahan ang pananaliksik sa operasyon, kahusayan sa pangangalagang klinikal at pagsasanay sa mga susunod na lider sa larangan ng operasyon. Inilarawan ni Yeo Khung Keong, punong ehekutibo ng NHCS, ang professorship at CIPHER bilang magkaugnay na mga pangako: nakaugat sa biyolohiya ng mga pasyente ang siyentipikong pananaliksik sa isa, samantalang hinuhubog naman sa isa ang mga surgeon na makapagdudulot ng mga pagsulong sa pangangalaga.

Iniuugnay ni Tan Kiat How, ang Senior Minister of State for Health na naglunsad sa CIPHER, ang gawain sa higit na pagtuon ng Singapore sa pag-iwas, maagang interbensiyon at pagtulong sa mga tao na manatiling malusog at nagsasarili. Ipinaliwanag niya kung paano dapat sukatin ang inobasyon:

Makakatulong ang inobasyon sa pagbabagong ito, ngunit hindi nasusukat ang halaga nito sa pagiging sopistikado ng teknolohiya. Nasusukat ito sa pagbabagong naidudulot nito sa mga pasyente.

Mahahalagang Punto

• Binuksan ang CIPHER noong Oktubre 16 upang pag-aralan ang mga sakit sa puso at mga daluyan ng dugo ng mga Asyano gamit ang mga modelo ng stem cell ng tao.
• Maaaring gumamit ang mga mananaliksik ng 5ml na sampol ng dugo upang makalikha ng mga stem cell at pagkatapos ay mga tumitibok na selula ng kalamnan ng puso.
• Mahigit 40 modelo ng NHCS na nagmula sa mga pasyente ang bumubuo sa pundasyon ng pananaliksik ng sentro.
• Sa pamamagitan ng maliit na silid-puso, napag-aaralan ng mga mananaliksik ang pagbomba, pagluwag at presyon habang sumusubok ng mga posibleng paggamot.
• Iniulat ng NHCS noong Setyembre 2011 ang naunang gawaing lumikha ng mga tumitibok na selula ng puso mula sa balat.
• Nagtatag ang hiwalay na donasyong $2.5 milyon ng Tong Ming Chuan Professorship in Cardiothoracic Surgery.