После двух десятилетий разработки ученые расшифровали код препарата, способного восстанавливать ДНК, что открыло путь новому классу терапевтических средств, способных исцелять повреждения тканей, возникающие в результате сердечного приступа, воспалительных заболеваний и других состояний.
Исследователи из Cedars-Sinai совершили прорыв, впервые разработав метод выделения прогениторных клеток из сердца. Эти клетки, подобно стволовым, способны формировать новую здоровую ткань, но более целенаправленно. Другими словами, клетки, взятые из сердца, могут помочь восстановить функцию этого органа.
Ученый-медик Эдуардо Марбан, работавший тогда в Университете Джонса Хопкинса, а сейчас в Cedars-Sinai, обнаружил, что у клеток-предшественников сердца также есть особый механизм, с помощью которого они выпускают мешочки, известные как экзосомы, которые переносят молекулы ДНК, РНК и белка между клетками и могут восстанавливать и регенерировать поврежденные ткани.
«Экзосомы подобны конвертам с важной информацией», — сказал первый автор Ахмед Ибрагим, доктор философии, магистр общественного здравоохранения, доцент кафедры кардиологии Института сердца им. Смидта. «Мы хотели разобрать эти закодированные сообщения и выяснить, какие молекулы сами по себе обладают терапевтическим эффектом».
Команда работала над тем, чтобы понять, что находилось в этих заживающих мешочках, секвенируя материал экзосомальной РНК и наконец обнаружив одну молекулу, которая была более выраженной, чем другие. Сосредоточившись на этой молекуле РНК, исследования на животных подтвердили гипотезу исследователей о том, что она играет ключевую роль в восстановлении тканей.
Прошло два десятилетия, и ученым наконец удалось создать в лабораторных условиях природную молекулу РНК — синтетический целитель, известный как TY1.
«Изучая механизмы терапии стволовыми клетками, мы открыли способ исцеления организма без их использования», — сказал старший автор Марбан, доктор медицинских наук, исполнительный директор Института сердца Смидта в Сидарс-Синай. «TY1 — это первый экзомер, представляющий собой новый класс препаратов, которые воздействуют на повреждения тканей неожиданными способами».
TY1 имеет структуру существующих РНК-препаратов и действует подобно своему природному аналогу, усиливая активность гена Trex1 , который, в свою очередь, повышает активность иммунных клеток, которые объединяются вокруг повреждённой ДНК и удаляют «мусор», способствуя восстановлению и регенерации. Этот процесс критически важен после сердечного приступа, поскольку он минимизирует клеточные рубцы, остающиеся после него.
Исследования показали, что повреждение ДНК играет решающую роль в развитии сердечной недостаточности, вызванной перегрузкой давлением, дилатационной кардиомиопатии и возрастных заболеваний сердца, и это повреждение ткани миокарда во многом определяет успешность восстановления после инфаркта. По сути, чем меньше повреждений, тем лучше долгосрочный прогноз. Стимуляция клеточной «команды восстановления» с помощью этого нового экспериментального препарата повышает способность организма к самовосстановлению.
И дело не ограничивается восстановлением поврежденных тканей сердца.
«Улучшая восстановление ДНК, мы можем исцелять ткани, поврежденные во время сердечного приступа», — сказал Ибрагим. «Мы особенно воодушевлены, поскольку TY1 работает и при других состояниях, включая аутоиммунные заболевания, при которых организм ошибочно атакует здоровые ткани. Это совершенно новый механизм заживления тканей, открывающий новые возможности для лечения различных заболеваний».
После изучения на животных моделях TY1 будет изучаться в клинических испытаниях. Если препарат покажет ожидаемые результаты у людей, это откроет путь к созданию нового класса терапевтических средств, способных помочь смягчить широкий спектр клеточных повреждений, вызванных как внезапными нежелательными явлениями, так и хроническими воспалительными заболеваниями.
Исследование опубликовано в журнале Science Translational Medicine .
