Новое старое сердце

При заболеваниях сердечной мышцы, например, инфаркте миокарда и кардиомиопатии, в организме человека часто возникают клеточные реверсивные процессы, которые уменьшают разрушительные последствия болезни и помогают восстановлению нормальной функции сердца. Но что является “двигателем” этого процесса и можно ли его стимулировать?

Для того, чтобы регенерировать повреждения мышцы сердца, вызванные, например, сердечным приступом, разрушенные мышечные клетки должны быть заменены на новые. Число клеток, которые необходимо заменить, может быть весьма значительным, в зависимости от степени нанесенного организму ущерба.

В природе, у простых позвоночных, например, таких, как саламандра, существует уникальный механизм, когда выжившие здоровые клетки сердечной мышцы регрессируют в зачаточное состояние (этот процесс в науке известен, как дедифференцировка). Таким образом производятся новые клетки, которые, в свою очередь, превращаются в клетки сердечной мышцы. Реконструкция мышечной ткани приводит к поэтапному восстановлению функции сердца.

Такого оптимального восстановительного механизма в организме человека, к сожалению, не существует. Несмотря на то, что некоторое время назад были обнаружены стволовые клетки сердца, как именно и в какой степени они выполняют функцию восстановления до сих пор является предметом научных споров.

Немецкие ученые из Института Макса Планка по изучения сердца и легких (Бад-Наухайм) и клиники Шухтермана (Бад-Ротенфельде) провели масштабные исследования, целью которых было выявление механизмов самовосстановления клеток поврежденной сердечной мышцы. В результате проведенных исследований, ученые выявили белок, который выполняет основную роль в реверсивном процессе, стимулируя регресс отдельных клеток сердечной мышцы в их клетки-предшественники. Они обнаружили молекулы, которые отвечают за управление дедифференцировкой клеток сердечной мышцы у млекопитающих.

На первом этапе работы учеными была замечена очень высокая концентрация белка онкостатина M в образцах ткани сердца пациентов, страдающим от инфаркта миокарда. В лаборатории исследователи начали обрабатывать клетки сердечной мышцы онкостатином М и затем стали наблюдать под микроскопом за всеми этапами регрессии клетки. Основываясь на определенных изменениях в клетке, они смогли установить, что почти все клетки сердечной мышцы в течение шести дней лечения онкостатином М были дедифференцированны. Это явственно показали и различные маркеры стволовых клеток. Что, в свою очередь, является доказательством того, что эти клетки были “переключены” на режим восстановления.

Для подтверждения этих результатов были проведены исследования на мышах. Подопытные животные состояли из двух групп. Половина мышей была генетически модифицирована таким образом, чтобы белок (oncostatin M) никак на них не воздействовал. Через 4 недели наблюдений разница между двумя группами подопытных была более чем очевидной. В то время как в группе, на которую онкостатин М мог воздействовать, почти все животные были живы, из генетически модифицированных мышей от последствий инфаркта умерло более 40 процентов.

На данном этапе исследователи ставят перед собой задачу разработать способы использования онкостатина M в лечении пациентов. Целью такого лечения должно стать качественное улучшение функции самовосстановления клеток поврежденной сердечной мышцы. Главной сложностью является то, что онкостатин М из-за его дедифференцирующих свойств традиционно рассматривался как контрпродуктивный элемент, обостряющий повреждения при хронических болезнях сердца. Таким образом, чтобы предотвратить возможные негативные последствия применения белка, ученым, в первую очередь, необходимо определить точный временной интервал в процессе лечения больного, когда возможно применение чудодейственного белка.