Инфаркт вылечат по-детски
Выяснен механизм, ограничивающий регенерацию клеток сердечной мышцы взрослого человека. Управляя им, можно обратить вспять необратимые изменения сердечной ткани в случае, например, инфаркта миокарда. Для этого клетки сердца нужно на время перепрограммировать, заставив их «вспомнить» о своем детстве.
Замечательная способность саламандр, тритонов, ракообразных, некоторых рыб и других более «просто» устроенных животных отращивать заново поврежденные или выбывшие из строя органы всегда была предметом нашего восхищения и зависти. С потерей некоторых органов человек вполне может смириться, повреждение других, особенно не продублированных, например сердца, может привести к мгновенной смерти или сильно укоротить срок жизни.
Сердечная ткань млекопитающих, как выяснилось совсем недавно, тоже обладает способностью регенерировать, но очень короткое время: эксперименты исследователей из Техасского университета, открывших это явление у млекопитающих, показали, что способность к регенерации исчезает уже через неделю после рождения контрольных мышат. Также было установлено, что
в регенерации сердечной ткани стволовые клетки, по всей видимости, не участвуют что поставило под большой вопрос идею использовать стволовую терапию в лечении кардиоинфарктов, казавшуюся одно время перспективной.
Следующим и уже более оптимистичным шагом в раскрытии тайн сердечной регенерации стала коллективная статья в Journal of Cell Biology сотрудников центра исследования стволовых клеток Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA), изучивших механизм, препятствующий делению кардиомиоцитов – клеток, являющихся структурной функциональной единицей мышечной ткани. Как полагают авторы, запустив этот механизм обратно с помощью специальных нуклеиновых корректоров, можно вернуть кардиомиоцитам способность регенерировать, а поврежденным тканям сердечной мышцы – восстанавливаться самим.
«Организм саламандр и других низших животных обладает способностью дедифференцировать кардиомиоциты, то есть возвращать их к ранней и более примитивной фазе развития клетки, заново запускающей цикл клеточного деления», – объясняет один из ведущих авторов статьи профессор Робб Маклеллан. «У взрослых млекопитающих эта способность уже отсутствует.
Поняв почему, мы можем запустить заново этот процесс, используя для восстановления сердца метод, предлагаемый самой природой», – заключает он.
По мере роста человеческого эмбриона из стволовых клеток развиваются кардиомиоциты, формирующие ткань сердца. В дальнейшем, когда сердце человека уже сформировалось, «молодые» кардиомиоциты трансформируются во взрослые клетки, уже не обладающие способностью делиться. Однако у тритонов и саламандр они опять могут принимать «незрелое» состояние, если сердечная ткань повреждена.
Причина, по которой взрослые кардиомиоциты млекопитающих потеряли способность заново «впадать в детство», чтобы дать жизнь новым клеткам такого же типа, кроется, по мнению Маклеллана, в том, что незрелые и более примитивные кардиомиоциты сокращаются не так хорошо, как взрослые. Для маленьких саламандр и рыб такая временная потеря функциональности не критична, а вот для более крупных, таких как мы с вами, организмов, нуждающихся в поддержании постоянного и достаточно высокого давления крови, этот трюк не подходит точно.
«По мере эволюции, – объясняет Маклеллан, – мы получили орган, способный долго и непрерывно поддерживать в кровеносной системе постоянный уровень кровяного давления. Но платой за взрослые надежные кардиомиоциты стала потеря их регенерации».
Авторы статьи считают, что, блокируя определенные белки, не позволяющие клетке вернуться на детскую стадию развития, можно вернуть сердечной ткани способность к самовосстановлению. Подобная терапия должна быть обратимой: с восстановлением популяции нужных клеток блокировка должна быть снята. В настоящее время авторы прорабатывают варианты доставки к поврежденным участкам сердечной мышцы молекул РНК, которые должны разрушить молекулы белков, удерживающие кардиомиоциты во «взрослом» состоянии.
«На мой взгляд, – резюмирует Маклеллан, – мы предложили потенциально очень перспективный способ восстановления сердца, не предполагающий использование стволовых клеток, эффективность терапии которыми еще не ясна. Организм пациента сам должен стать источником своего выздоровления».Предложенный группой Маклеллана способ реабилитации пациентов, перенесших инфаркт миокарда, напоминает метод лечения, предложенный физиологами из Лондонского университетского колледжа, о работе которых мы недавно писали. Британские исследователи «оживляют» прогениторные клетки (EPDCs), находящиеся в эпикардиуме, внешней оболочке сердца, американцы же предлагают перепрограммировать непосредственно сами кардиомиоциты. Обе методики, пусть и различаясь в деталях, основаны на понимании фундаментальных механизмов, запускающих или, наоборот, тормозящих процесс клеточного деления и дифференциации, и подтверждают прогнозы экспертов, что в ближайшее время в методике лечения и профилактики сердечных заболеваний грядут революционные изменения.
