Недавние исследования близнецов показали новые способы восстановления поврежденного сердца.
От сердечной недостаточности страдают не менее 26 миллионов человек во всем мире, и она является причиной многочисленных смертельных исходов. Из-за старения населения забота о сердце становится необходимостью, ведущей к увеличению расходов. Были достигнуты значительные успехи в терапевтических методах лечения сердце предпринимается много профилактических мер, однако смертность и заболеваемость все еще очень высоки. Доступно очень мало вариантов лечения, и в основном оно основано на пересадке сердца для пациентов, которые действительно находятся на конечной стадии и прогрессируют до полной сердечной недостаточности.
Наше тело обладает необычайной способностью к самовосстановлению, например, печень может регенерироваться при повреждении, наша кожа также большую часть времени, и одна почка может выполнять функцию для двоих. К сожалению, это не так для большинства наших жизненно важных органов, включая сердце. Когда человеческое сердце повреждено - вызвано болезнью или травмой - ущерб вечен. Например, после сердечного приступа миллионы или миллиарды клеток сердечной мышцы могут быть потеряны навсегда. Эта потеря постепенно ослабляет сердце и приводит к серьезным заболеваниям, таким как сердечная недостаточность или рубцы в сердце, которые могут оказаться фатальными. Сердечная недостаточность обычно возникает при дефиците кардиомиоцитов (типа клеток). В отличие от тритонов и саламандр, взрослые люди не могут самопроизвольно вырастить поврежденные органы, такие как сердце. В человеческом эмбрионе или когда ребенок растет в утробе матери, клетки сердца делятся и размножаются, что помогает сердцу расти и развиваться в течение девяти месяцев. Но млекопитающие, в том числе люди, не обладают способностью регенерировать сердце, поскольку они теряют эту способность впоследствии и полностью примерно через неделю после рождения. Клетки сердечной мышцы теряют способность делиться и размножаться и, следовательно, не могут восстанавливаться. Это верно и для других клеток человека - мозга, спинной мозг и т.д. Поскольку эти взрослые клетки не могут делиться, человеческое тело не может заменить поврежденные или потерянные клетки, что приводит к заболеваниям. Хотя это также причина того, почему никогда не бывает опухолей сердца - опухоли возникают из-за неконтролируемого роста клеток. Если, однако, эти клетки снова смогут делиться, это может привести к «регенерации» ряда тканей и помочь восстановить орган.
Единственный вариант, который есть у любого, когда он страдает от слабого или поврежденное сердце или болезнь сердца - это пересадка сердца. Это имеет множество аспектов, которые обычно влияют на то, чтобы трансплантат стал реальностью для большинства пациентов. Во-первых, сердце, подаренное «донором», должно быть здоровым до того, как донор скончался, а это означает, что сердце необходимо забирать у молодых людей, которые умерли из-за болезни или травм, и эти условия не повлияли на их сердце никак. Предполагаемый пациент-реципиент должен соответствовать донорскому сердцу, чтобы получить трансплантат. Это означает долгое ожидание. В качестве возможной альтернативы возможность создать новую мышцу в сердце путем деления клеток может дать надежду миллионам людей с поврежденным сердцем. Многие процедуры были опробованы и протестированы научным сообществом, однако результаты пока неэффективны.
В новом исследовании, опубликованном в Cell, исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, США, впервые разработали эффективный и стабильный метод на животных моделях, чтобы заставить взрослые клетки сердца (кардиомиоциты) делиться и, таким образом, потенциально восстанавливать поврежденную часть сердца.1. Авторы выделили четыре гена, которые участвуют в делении клеток (то есть клеток, которые размножаются сами по себе). Когда эти гены были объединены с генами, которые заставляют зрелые кардиомиоциты повторно вступать в клеточный цикл, они увидели, что клетки делятся и воспроизводятся. Итак, когда функция этих четырех основных генов была усилена, ткань сердца начала регенерацию. После сердечной недостаточности у пациента эта комбинация улучшает работу сердца. Кардиомиоциты продемонстрировали 15-20-процентное деление в текущем исследовании (по сравнению с 1 процентом в более ранних исследованиях), что обеспечивает надежность и эффективность этого исследования. Технически это исследование может быть распространено на другие органы, потому что эти четыре гена являются общей чертой. Это очень актуальная работа, потому что любое исследование сердца, во-первых, очень сложно, а во-вторых, доставка генов должна осуществляться с осторожностью, чтобы не вызвать опухоли в организме. Эта работа могла бы стать очень мощным средством восстановления сердца, а также других органов.
Другое исследование Института стволовых клеток Кембриджского университета, Великобритания, разработало инновационный способ восстановления сердечной ткани, так что донор вообще не потребуется.2. Они использовали стволовые клетки для выращивания живых участков «сердечной мышцы» в лаборатории, которые составляют всего 2.5 квадратных сантиметра, но выглядят как мощный потенциальный инструмент для лечения пациентов с сердечной недостаточностью. Эти пятна имеют прекрасную перспективу естественного усвоения в сердце пациента, то есть это «полностью функциональная» ткань, которая бьется и сокращается так же, как нормальная сердечная мышца. Более ранний подход, заключающийся в введении стволовых клеток в тело для восстановления сердца, был неудачным, потому что стволовые клетки не оставались в сердечной мышце, а вместо этого терялись в крови. Текущий пластырь представляет собой «живую» и «бьющуюся» ткань сердца, которую можно прикрепить к органу (в данном случае к сердцу) и, таким образом, устранить любые повреждения. Такие пятна можно выращивать по мере необходимости. Это существенно избавило бы от необходимости ждать подходящего донора. Эти пятна также можно выращивать с использованием собственных клеток пациента с сердцем, что устраняет риски, связанные с трансплантацией органов. Ассимилируя пластырь в поврежденное сердце это инвазивная процедура, требующая правильных электрических импульсов, чтобы сердцебиение было хорошо интегрировано с пластырем. Но риски, связанные с такой процедурой, выше, чем при полной трансплантации сердца, которая является гораздо более инвазивной. Команда готовится к испытаниям на животных и клиническим испытаниям в течение 5 лет, прежде чем это можно будет широко использовать для пациентов с сердечными заболеваниями.
{Вы можете прочитать исходную исследовательскую работу, щелкнув ссылку DOI, приведенную ниже в списке цитируемых источников}
Источник (ы)
1. Mohamed et al. 2018 г. Регуляция клеточного цикла для стимуляции пролиферации кардиомиоцитов у взрослых и регенерации сердца. Ячейка. https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.02.014
2. Кембриджский университет, 2018. Восстановление разбитого сердца. http://www.cam.ac.uk/research/features/patching-up-a-broken-heart. [Доступно 1 мая 2018 г.]
