Израильские ученые разработали метод предотвращения сердечных приступов у мышей
Профессор Эльдад Цахор, чья лаборатория в Научном институте Вейцмана в Реховоте изучает регенерацию сердечных тканей, и его коллеги по лаборатории активировали клеточный механизм в сердцах здоровых мышей, который делает этих мышей устойчивыми к будущим сердечным приступам. Ученые подчеркнули, что процедура еще много лет не будет применима к людям. Но результаты, опубликованные в журнале Nature Cardiovassal Research, меняют наше представление о регенеративных возможностях сердца и других органов и о том, как их можно улучшить с помощью профилактического медицинского вмешательства.
“Это доказательство концепции”, – говорит Цахор. “И оно указывает на новые направления исследований, которые изучают лечение сердца не только после того, как произошло повреждение, но и с превентивной позиции, которая увеличивает способность к восстановлению после травмы еще до нанесения повреждения".
Исследование, проведенное доктором Авраамом Шакедом в лаборатории Цахора в отделе молекулярной клеточной биологии Вейцмана, было сосредоточено на генетически модифицированных мышах, чьи кардиомиоциты – клетки, составляющие ткань сердечной мышцы – сверхэкспрессируют ген, запускающий деление клеток у мышей и других млекопитающих, включая людей.
“Во время развития плода нашим клеткам отводятся разные роли – нервы, роговица, сердечная мышца и тому подобное – посредством дифференцировки”, – отметила Шакед.
"Она характеризуется спектром – на одном конце находятся стволовые клетки, которые не дифференцированы, но способны делиться и продуцировать различные типы клеток , а на другом конце – высокоспециализированные клетки, такие как кардиомиоциты, которые больше не могут делиться после дифференцировки. Они очень эффективны в своей функции, но ткань, которую они составляют, не регенерируется естественным образом".
Это одна из причин того, что сердечные приступы настолько разрушительны – они убивают огромное количество кардиомиоцитов, которые организм не может регенерировать, поэтому даже у тех, кто пережил приступ, часто затрудняется сердечная деятельность.
В ходе исследования ученые стремились понять, что происходит с сердцем, “омоложенным” с помощью ERBB2, и как именно они редифференцировались и возвращались к нормальной работе после отключения гена. Производительность таких сердец была неотличима от контрольной группы, но Шакед заметил некоторые существенные различия в экспрессии генов между двумя популяциями. В настоящее время исследователи изучают ряд гипотез о механизмах, с помощью которых кратковременная сверхэкспрессия ERBB2 может помочь мышам пережить будущие повреждения сердца. Одна из возможностей заключается в том, что ген запускает серию изменений, которые позволяют большему количеству кардиомиоцитов выжить при недостатке кислорода, характерном для сердечных приступов и особенно разрушительном для кардиомиоцитов.
“Тело следит за тем, чтобы дифференциация происходила, потому что, как правило, ему не нужны клетки, которые только и делают, что делятся, например, раковые клетки”, – объясняет Цахор. “Если бы не этот механизм, дедифференцированные клетки сердца не смогли бы редифференцироваться обратно в функционирующие кардиомиоциты”.
Команда обнаружила, что мышь, у которой ERBB2 был временно активирован, когда ей было три месяца, выздоровела от серьезной сердечной травмы, произошедшей пятью месяцами позже.
“Если мы переведем это в человеческие годы, это сравнимо с 18-летним лечением, которое позволяет этому человеку пережить сердечный приступ в возрасте 50 лет!” – воскликнул Цахор.
Тем не менее, этот вид лечения в настоящее время не применим к людям. “Мы снижаем функцию кардиомиоцитов, чтобы позволить им восстановиться в будущем”, – объясняет Цахор. “С клинической точки зрения это крайнее радикальное вмешательство. По крайней мере, наше исследование может привести к способу лечения людей с высоким риском сердечного приступа еще до того, как эти приступы произойдут."