Вчені встановили причину відсутності здатності до регенерації клітин серцевого м'яза
Останній перегляд: 23.04.2024
Весь контент iLive перевіряється медичними експертами, щоб забезпечити максимально можливу точність і відповідність фактам.
У нас є строгі правила щодо вибору джерел інформації та ми посилаємося тільки на авторитетні сайти, академічні дослідницькі інститути і, по можливості, доведені медичні дослідження. Зверніть увагу, що цифри в дужках ([1], [2] і т. д.) є інтерактивними посиланнями на такі дослідження.
Якщо ви вважаєте, що який-небудь з наших матеріалів є неточним, застарілим або іншим чином сумнівним, виберіть його і натисніть Ctrl + Enter.
Дослідники стовбурових клітин з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі (University of California, Los Angeles) встановили, чому дорослі клітини серцевого м'яза - кардіоміоцити - втратили здатність до проліферації, і, можливо, пояснили, чому у людського серця так обмежена здатність до регенерації.
Дослідження, проведене на клітинних лініях і мишах, може привести до розробки методів перепрограмування кардіоміоцитів безпосередньо в серце пацієнтів, що дозволить створити нову м'яз і відновити пошкодження, вважає доктор Робб Мак-Леллан (Robb MacLellan) з Центру регенеративної медицини і вивчення стовбурових клітин Елі і Едіт Бродів (Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research) при UCLA.
На відміну від тритонів і саламандр організм дорослої людини не може спонтанно відновлювати пошкоджені органи, такі як серце. Проте недавні дослідження показують, що ссавці мають здатність до регенерації серця протягом дуже короткого періоду часу - в межах першого тижня життя. Потім ця здатність втрачається. Але якщо вона колись була, то, можливо, її вдасться відновити?
Опубліковане в журналі, що рецензується Journal of Cell Biology, дослідження доктора Мак-Леллана показує, що можна повернути стрілку клітинних годин до того часу, коли кардіоміоцити мали здатність пролиферировать і відновлювати серцевий м'яз.
«Саламандри і інші нижчі організми мають здатність дедіфференціровать свої кардіоміоцити, або повертати їх в більш раннє, більш примітивний стан, що дозволяє цим клітинам повернутися до клітинного циклу, створюючи нову серцевий м'яз», - говорить доктор Мак-Леллан, ад'юнкт-професор кардіології та фізіології. «У ссавців цей потенціал втрачено. Якби ми знали, як його відновити, або знали причину того, чому дорослі кардіоміоцити НЕ пролиферируют, ми могли б спробувати знайти спосіб регенерувати серце, використовуючи методи самої Природи ».
Кардіоміоцити походять від стовбурових прогеніторних клітин, або клітин-попередників, що утворюють серце в результаті проліферації. Як тільки серце сформовано, міоцити з незрілих трансформуються в зрілі клітини, вже нездатні до розмноження. У тритонів і саламандр все інакше: їх кардіоміоцити можуть повернутися в незріле, або примітивне, стан і, знову набувши здатність до проліферації, відновити пошкодження, а потім знову перетворитися в зрілі клітини.
На думку доктора Мак-Леллана, причина того, що людські кардіоміоцити не здатні робити те ж саме, досить проста: перебуваючи в більш примітивному стані, кардіоміоцити втрачають здатність нормально скорочуватися, що життєво важливо для адекватної роботи серця. Так як людина значно більше тритонів і саламандр, для підтримки оптимального тиску крові і нормального кровообігу наше серце повинно було мати значно більшою ефективністю.
«В процесі нашої еволюції, щоб підтримувати оптимальний артеріальний тиск і кровообіг, ми змушені були відмовитися від здатності до регенерації серцевого м'яза», - говорить Мак-Леллан. «Наш виграш - більш ефективні кардіоміоцити і серце. Але це було компромісом ».
Доктор Мак-Леллан вважає, що тимчасове придушення експресії білків, які блокують механізм клітинного циклу, можливо, дозволить змусити дорослі кардіоміоміци повернутися до клітинного циклу, тобто проліферації. Ці методи повинні мати оборотні наслідки з тим, щоб ефект впливу на відповідальні за проліферацію білки зникав після відновлення пошкодження. Тоді кардіоміоцити знову перетворяться в зрілі клітини і почнуть допомагати відновленої серцевому м'язі скорочуватися. Щоб нокаутувати білки, що підтримують міоцити в зрілому стані, доктор Мак-Леллан вже розглядає можливість використання наночасток для доставки в серці малих інтерферуючих РНК.
При інфаркті міокарда частина серця перестає забезпечуватися киснем, а також міокарда гинуть, заміщаючи рубцевої тканиною. Знайти пошкоджену ділянку серця неважко, і, якщо буде розроблений спосіб перепрограмування власних міоцитів пацієнта, в пошкоджену область можна буде ввести систему, що управляє активністю потрібного білка і здатну повернути міоцити в примітивний стан. Це дозволити замінити загиблу серцевий м'яз живий.
«Про здатність нижчих організмів до регенерації і про те, чому цього не відбувається у людей, говорять вже давно. Це перша стаття, що дає пояснення тому, чому так відбувається »- коментує свою роботу професор Мак-Леллан.
Про використання для регенерації серця людських ембріональних стовбурових клітин (hESCs) або перепрограмованих індукованих плюрипотентних стовбурових клітин (iPSCs) ведеться багато розмов. Однак невідомо, якою мірою регенерації можна домогтися і наскільки значимою може виявитися користь від їх використання.
«З моєї точки зору, це потенційний механізм регенерації серцевого м'яза без використання стовбурових клітин», - говорить доктор Мак-Леллан. «У цьому випадку кожна людина стане джерелом клітин для власної регенерації».
[