Медицинский эксперт статьи
Новые публикации
Ученые установили причину отсутствия способности к регенерации клеток сердечной мышцы
Последняя редакция: 23.04.2024
Весь контент Web2Health проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.
У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.
Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.
Исследователи стволовых клеток из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (University of California, Los Angeles) установили, почему взрослые клетки сердечной мышцы - кардиомиоциты – потеряли способность к пролиферации, и, возможно, объяснили, почему у человеческого сердца так ограничена способность к регенерации.
Исследование, проведенное на клеточных линиях и мышах, может привести к разработке методов перепрограммирования кардиомиоцитов непосредственно в сердце пациентов, что позволит создать новую мышцу и восстановить повреждение, считает доктор Робб Мак-Леллан (Robb MacLellan) из Центра регенеративной медицины и изучения стволовых клеток Эли и Эдит Бродов (Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research) при UCLA.
В отличие от тритонов и саламандр организм взрослого человека не может спонтанно восстанавливать поврежденные органы, такие как сердце. Однако недавние исследования показывают, что млекопитающие обладают способностью к регенерации сердца в течение очень короткого периода времени – в пределах первой недели жизни. Затем эта способность утрачивается. Но если она когда-то была, то, возможно, ее удастся восстановить?
Опубликованное в рецензируемом журнале Journal of Cell Biology, исследование доктора Мак-Леллана показывает, что можно вернуть стрелку клеточных часов к тому времени, когда кардиомиоциты обладали способностью пролиферировать и восстанавливать сердечную мышцу.
«Саламандры и другие низшие организмы обладают способностью дедифференцировать свои кардиомиоциты, или возвращать их в более раннее, более примитивное состояние, что позволяет этим клеткам вернуться к клеточному циклу, создавая новую сердечную мышцу», - говорит доктор Мак-Леллан, адъюнкт-профессор кардиологии и физиологии. «У млекопитающих этот потенциал потерян. Если бы мы знали, как его восстановить, или знали причину того, почему взрослые кардиомиоциты не пролиферируют, мы могли бы попытаться найти способ регенерировать сердце, используя методы самой Природы».
Кардиомиоциты происходят от стволовых прогениторных клеток, или клеток-предшественников, образующих сердце в результате пролиферации. Как только сердце сформировано, миоциты из незрелых трансформируются в зрелые клетки, уже неспособные к размножению. У тритонов и саламандр все обстоит иначе: их кардиомиоциты могут вернуться в незрелое, или примитивное, состояние и, вновь приобретя способность к пролиферации, восстановить повреждение, а затем снова превратиться в зрелые клетки.
По мнению доктора Мак-Леллана, причина того, что человеческие кардиомиоциты не способны делать то же самое, довольно проста: находясь в более примитивном состоянии, кардиомиоциты теряют способность нормально сокращаться, что жизненно важно для адекватной работы сердца. Так как человек значительно больше тритонов и саламандр, для поддержания оптимального давления крови и нормального кровообращения наше сердце должно было обладать значительно большей эффективностью.
«В процессе нашей эволюции, чтобы поддерживать оптимальное артериальное давление и кровообращение, мы вынуждены были отказаться от способности к регенерации сердечной мышцы», - говорит Мак-Леллан. «Наш выигрыш – более эффективные кардиомиоциты и сердце. Но это было компромиссом».
Доктор Мак-Леллан считает, что временное подавление экспрессии белков, блокирующих механизм клеточного цикла, возможно, позволит заставить взрослые кардиомиомицы вернуться к клеточному циклу, то есть пролиферации. Эти методы должны иметь обратимые последствия с тем, чтобы эффект воздействия на ответственные за пролиферацию белки исчезал после восстановления повреждения. Тогда кардиомиоциты снова превратятся в зрелые клетки и начнут помогать восстановленной сердечной мышце сокращаться. Чтобы нокаутировать белки, поддерживающие миоциты в зрелом состоянии, доктор Мак-Леллан уже рассматривает возможность использования наночастиц для доставки в сердце малых интерферирующих РНК.
При инфаркте миокарда часть сердца перестает снабжаться кислородом, и кардиомиоциты гибнут, замещаясь рубцовой тканью. Найти поврежденный участок сердца нетрудно, и, если будет разработан способ перепрограммирования собственных миоцитов пациента, в поврежденную область можно будет ввести систему, управляющую активностью нужного белка и способную вернуть миоциты в примитивное состояние. Это позволить заменить погибшую сердечную мышцу живой.
«О способности низших организмов к регенерации и о том, почему этого не происходит у людей, говорят уже давно. Это первая статья, дающее объяснение тому, почему так происходит» - комментирует свою работу профессор Мак-Леллан.
Об использовании для регенерации сердца человеческих эмбриональных стволовых клеток (hESCs) или перепрограммированных индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSCs) ведется много разговоров. Однако неизвестно, какой степени регенерации можно добиться и насколько значимой может оказаться польза от их использования.
«С моей точки зрения, это потенциальный механизм регенерации сердечной мышцы без использования стволовых клеток», - говорит доктор Мак-Леллан. «В этом случае каждый человек станет источником клеток для собственной регенерации».
[