Вчені знайшли спосіб відновлювати клітини серця після інфаркту
Одним з найнебезпечніших ускладнень захворювань серцево-судинної системи є інфаркт міокарда. Інфаркт міокарда – поширена причина смертності в усьому світі. Небезпека хвороби полягає ще й у тому, що навіть при успішному результаті для пацієнта, який переніс інфаркт, постійно існує ризик повторного серцевого нападу.
Вчені в усьому світі давно шукають спосіб допомогти людям, які пережили інфаркт міокарда. Але, на жаль, клітини серця, на відміну від багатьох клітин в нашому організмі (наприклад крові, шкіри, волосся), не мають можливості відновлюватися. Досягнення науки безсилі перед цим фактом. Так вважалося до цих пір, але фахівці з науково-дослідного університету в Ізраїлі та інституту кардіологічних досліджень в Сіднеї, здається, змогли його спростувати.
Кардіоміоцити – це м’язові клітини серця. При розвитку інфаркту міокарда в міокарді формується вогнище некрозу, де клітини без доступу кисню гинуть. Унаслідок на цьому місці формується рубцева тканина, яка заважає серцю працювати нормально. Рубцеві зміни можуть ставати причиною розвитку фатальних аритмій та інших серцево-судинних ускладнень. Тому вчені кинули всі сили на розробку способу відновлення кардіоміоцитів.
У ході дослідження пильну увагу вчених заслужили рептилії саламандри і рибки Даніо. Ці істоти взагалі давно викликають великий інтерес вчених, тому як пошкоджені клітини серця, та й взагалі всього організму, у них відновлюються протягом усього життя. У людини розростання тканини серцевого м’яза відбувається за рахунок поділу кардіоміоцитів в ході розвитку ембріона, а незабаром після народження основна маса кардіоміоцитів втрачає здатність до проліферації, і подальше зростання міокарда відбувається за рахунок гіпертрофічного збільшення об’єму вже існуючих клітин. У саламандр, навпаки, при будь-якому пошкодженні нові кардіоміоцити утворюються з більш ранніх клітинних форм, і, хоча у них не трапляється інфарктів, вони можуть відновлювати серце після незначних кардіоваскулярних подій.
Після довгих експериментів вченим вдалося запустити подібний механізм відновлення в серцевих клітинах гризунів. Виявилося, що протягом двадцяти днів після народження у мишей (протягом семи днів у людини) виробляється особливий білок нейрегулін 1 (NRG1), під впливом якого у них в перші дні життя здатні відновлюватися кардіоміоцити.
Для підтвердження отриманих даних дослідники обробили кардіоміоцити тварин препаратом NRG1. При поновленні вироблення нейрегуліна серцевий м’яз набув здатності відновлення. У гризунів, які перенесли серцевий напад, серцевий м’яз після повторного запуску вироблення гормону відновлювався до стану, який був до інфаркту. Але святкувати перемогу виявилося рано. У результаті такого впливу серцеві клітини продовжували розмножуватися протягом тижня, а потім ефект сходив нанівець. Уповільнення процесів регенерації відбувалося навіть при достатній кількості NRG1.
Професор Ельдад Цахор з інституту Вейцмана в Ізраїлі визначив, що, крім нейрегуліна, велику роль у розвитку хвороб серця і судин відіграє білок ERBB2. Це унікальний рецептор, який здатний передавати сигнали всередину клітини. Як правило, він працює спільно з нейрегуліном. Зазнавши невдачі з NRG1, фахівці вирішили розібратися, чому серцеві клітини зупинили своє ділення. І виявилося, що кардіоміоцити, в яких не було рецептора ERBB2, не здатні ділитися навіть у присутності білка NRG1.
З’ясувавши, яке значення для регенерації клітин серця має білок ERBB2, вчені вирішили спробувати активувати цей білок у гризунів після штучно спровокованого інфаркту. Як не дивно, але ця ідея спрацювала. Вчені виявили, що вони дійсно можуть «включити» ERBB2 у мишей через короткий проміжок після індукованого інфаркту і отримати майже повну регенерацію серця протягом декількох тижнів. Після такого експерименту серце лабораторних тварин повністю поверталося до попереднього стану!
Цікаво також, що як великі, так і вкрай низькі дози ERBB2 надавали негативний вплив на роботу серця. Під час досліджень вчені спочатку створили мишей майже без рецептора ERBB2, а потім вводили значну кількість білка дорослим особинам. Результати були красномовними. У першому випадку у мишей була надзвичайно мала кількість кардіоміоцитів, а наявні клітини серця були дуже тонкими і не регенерувалися. А в другому випадку серцевих клітин вийшло так багато, що утворилося гігантське серце, не здатне забезпечити кровотік. Звідси дослідники зробили висновок, що тривалість активації ERBB2 повинна суворо контролюватися.
Вчені сподіваються, що в найближчому майбутньому можна буде «включити» ERBB2 на короткий період в серці дорослої людини після серцевого нападу і тим самим запустити процес повної регенерації його клітин, уникнувши утворення рубця. Протягом кількох найближчих років дослідники зможуть перейти до клінічних випробувань, а поки продовжують роботу в даному напрямку.