МикроРНК затянули рубцы на сердце
Инфаркт провоцирует не гибель клеток сердечной мышцы, а чрезмерное развитие соединительной ткани. При сердечной недостаточности исчезают молекулы, сдерживающие это развитие, и, чтобы восстановить сердце, учёные просто ввели их искусственно.
Регулярные пробежки, плавание, закаливание и дыхательная гимнастика – отличная профилактика сердечно-сосудистых заболеваний. К счастью для ученых, в ближайшем будущем не рискующих остаться без дела, мало у кого находится время или, что больше похоже на правду, сила воли для того, чтобы следовать этим простым правилам.
Добавьте первое место в рейтинге причин смерти и общечеловеческий интерес к главной мышце нашего организма, и у вас не возникнет никаких вопросов о том, почему именно сердечной недостаточности посвящено такое количество как непроходимо «фундаментальных», так и чисто клинических работ. Причем непосредственная мишень для воздействия лекарства зачастую определяется эпохой: лет 20 назад умы будоражили активные формы кислорода и закись азота, потом им на смену пришли стволовые клетки, а теперь никуда не деться от разнообразных регулирующих цепочек РНК.
Стефан Энгельгардт и его американские и немецкие коллеги не стали исключением: сначала они обнаружили в сердце микроРНК-21, а потом воспользовались ею для профилактики сердечной недостаточности.
С самого начала своей работы авторы публикации в Nature обратили пристальное внимание не только на мышечные клетки, кардиомиоциты, но и на окружающие их фибробласты – клетки соединительной ткани, образующей не только связки, сухожилия, фасции, но и «каркас» различных внутренних органов. Благодаря способности фибробластов делиться и даже немного мигрировать глубокие порезы достаточно быстро затягиваются, а обширные повреждения слизистых в желудке или в носу не становятся «воротами» для инфекций.
А вот печени или сердцу эти «умения» фибробластов на пользу не идут. При инфаркте или циррозе область дефекта заполняется не кардиомиоцитами и гепатоцитами соответственно, а фибробластами, формирующими своеобразный рубец. Однако такое рубцевание может происходить и постепенно, когда «сеть» фибробластов по тем или иным причинам усиливается, потихонечку вытесняя аборигенные клетки. В результате функциональные способности сердца ослабляются, а риск возникновения «кризисной» ситуации нарастает.
Энгельгардт и его коллеги обнаружили, что у мышей с сердечной недостаточностью на ранней стадии, развивающейся так же как и у людей, в клетках сердца значительно повышен уровень микроРНК-21. Когда ученые «разделили» сигнал, то обнаружили что непосредственно в мышечных клетках количество этой РНК минимально, а наблюдаемый суммарный эффект достигается за счет редких фибробластов.
Зачем это нужно последним, стало ясно после нескольких экспериментов in vitro: как и у любой другой микроРНК, у миРНК-21 есть своя мишень – ген, работу которого она блокирует. В случае миРНК-21 это ген Spry1, выключение которого защищает клетку от программируемой гибели – апоптоза и даже способствует делению себе подобных за счет продукции сигнальных молекул – факторов роста.
В фибробластах здорового сердца миРНК-21 отсутствует, что поддерживает их популяцию стабильной, но стоит заблокировать работу Spry1 (что происходит, например, при недостатке кровоснабжения), как они тут же начинают делиться, даже, казалось бы, не в самых благоприятных условиях. В результате и без того ограниченные ресурсы расходуются не на поддержание работы кардиомиоцитов, а на формирование «сети» фибробластов, что и приводит к дальнейшей гибели мышечных клеток.
Точно такая же картина развивается при искусственной частичной перевязке аорты – самого крупного у млекопитающих сосуда, выходящего из левого желудочка сердца. Пострадавших в результате этой операции мышей ученые решили лечить антагонистом миРНК-21 – короткой комплементарной цепочкой, способной прочно связываться с ней и полностью её блокировать. Немного модифицировав олигонуклеотид для того, чтобы он мог проникнуть через клеточную мембрану, Энгельгардт и коллеги ввели соответствующую дозу внутривенно.
У тех, кто получил лечение, сердце восстановилось.
В отличие от контрольной группы.
Тем самым ученые не только получили новый метод лечения, но и доказали новую схему развития заболевания, принципиально отличающуюся от сегодняшних взглядов, согласно которым ведущую роль играют уменьшающиеся и умирающие кардиомиоциты, место которых занимают фибробласты. Согласно новой схеме, которую ещё предстоит неоднократно проверить, фибробласты сами решают, когда им делиться и вытеснять мышечные клетки.
Клинических испытаний, впрочем, пока ждать не стоит: ещё предстоит проверить, насколько эта схема универсальна и справедлива ли она для людей.
