Большинство тканей организма способны восстанавливаться после травмы, но, к сожалению, клетки сердечной мышцы не входят в их число. Теперь ученые из Института Макса Планка показали на мышах, что перепрограммирование энергетического метаболизма этих клеток позволяет им восстанавливаться после сердечного приступа, что может открыть новые методы лечения этого распространенного убийцы.
После сердечного приступа или другой травмы сердце затягивается фиброзной рубцовой тканью, которая помогает удерживать орган на короткое время, но не сокращается. Со временем это может вызвать самые разные проблемы: от дальнейших сердечных приступов до сердечной недостаточности.
Одним из ключевых различий между клетками сердечной мышцы и другими тканями является их энергетический метаболизм. Большинство тканей организма получают энергию из сахаров в процессе, называемом гликолизом, но сердце получает энергию из жиров, что известно как окисление жирных кислот. И это, оказывается, может быть ключом к регенерации клеток сердца.
«Известно, что виды животных, способные регенерировать свое сердце, в основном используют сахара и гликолиз в качестве топлива для клеток сердечной мышцы», — сказали Сян Ли и Сюэцзюнь Юань, авторы исследования. «Человеческое сердце также в основном использует гликолиз на ранних стадиях развития, но затем переключается на окисление жирных кислот, поскольку оно может производить больше энергии. С переключением производства энергии после рождения изменяется активность многих генов и теряется активность деления клеток. Отдельные метаболиты производства энергии также выполняют важные функции для активности ферментов, регулирующих активность генов. Поэтому мы надеялись вызвать изменения в активности генов путем перепрограммирования энергетического метаболизма, чтобы снова включить способность деления клеток сердечной мышцы».
Чтобы проверить эту идею на мышах, команда отключила ген под названием Cpt1b, который является ключом к окислению жирных кислот. И действительно, сердца этих мышей начали расти, а количество клеток за время эксперимента увеличилось почти вдвое.
Затем исследователи вызвали сердечные приступы у мышей, у которых отсутствовал Cpt1b, а затем снова позволили их сердцам промыть кровь, богатую кислородом. Это моделирует пациентов, которым устанавливают стент после сердечного приступа. Команда сообщает, что через несколько недель рубцевание сердечной ткани у подопытных мышей значительно уменьшилось по сравнению с контрольной группой, а функция сердца вернулась практически к уровню, существовавшему до сердечного приступа.
При ближайшем рассмотрении исследователи обнаружили, что механизм эффекта. Выключение гена запускает каскад, который эффективно переводит клетки сердечной мышцы в менее зрелое состояние, позволяя им регенерировать.
Конечно, на данном этапе это проводилось только на мышах в качестве доказательства концепции. но команда говорит, что может быть путь к использованию человеком. Должно быть возможным разработать лекарства, которые блокируют активность фермента, продуцируемого Cpt1b, и которые должны имитировать эффекты по требованию пациентов. Однако до клинического применения еще далеко. Другие исследования показали успех в использовании стволовых клеток или мРНК для регенерации сердца.
Исследование было опубликовано в журнале Nature.
