Кардиомиоциты восстанавливаются, только медленно и низко
Сердце млекопитающих постоянно регенерирует, хотя и очень медленно
NanoNewsNet по материалам Max-Planck-Gesellschaft: The heart’s own stem cells play their part in regeneration
Еще несколько лет назад научное сообщество было единодушно во мнении о том, что регенеративная способность сердца млекопитающих практически равна нулю. Однако теперь ученые знают, что клетки сердечной мышцы постоянно регенерируют, хотя и с очень низкой скоростью. Ученые из Исследовательского института сердца и легких Макса Планка (Max Planck Institute for Heart and Lung Research) в Бад-Наухайме (Bad Nauheim), Германия, идентифицировали популяцию стволовых клеток, ответственных за эту регенерацию. Возможно, в будущем науке удастся создать лекарственные препараты, стимулирующие процессы самовосстановления у больных с заболеваниями сердечной мышцы.
Некоторые позвоночные, кажется, нашли источник вечной молодости, по крайней мере, для своего сердца. Так, у многих амфибий и рыб этот важный орган обладает значительной способностью к регенерации и самоисцелению. А у некоторых представителей этих двух групп данная способность доведена до совершенства: они могут полностью устранить нанесенные сердечной ткани повреждения, сохраняя, тем самым, функциональность органа.
С млекопитающими все сложнее: их сердце действительно обладает очень низкой способностью к регенерации. Согласно господствовавшим до недавнего времени представлениям причиной этого является то, что клетки их сердечной мышцы перестают делиться сразу после рождения. Предполагалось также, что в сердце млекопитающих нет стволовых клеток – источника новых кардиомиоцитов. Однако исследования последних лет показывают, что старые мышечные клетки сердца млекопитающих все-таки заменяются новыми. Но, по оценкам экспертов, ежегодно в сердечной мышце заменяется всего лишь от одного до четырех процентов клеток.
Ученым из исследовательской группы профессора Томаса Брауна (Thomas Braun) удалось идентифицировать популяцию стволовых клеток в сердце мышей, играющую ключевую роль в регенерации кардиомиоцитов. Эксперименты на генетически модифицированных мышах, проведенные учеными из Бад-Наухайма, показывают, что так называемые Sca1-стволовые клетки здорового сердца участвуют в постоянной замене кардиомиоцитов. Sca1-клетки повышают свою активность в ответ на повреждение сердца, в результате чего количество вновь образованных кардиомиоцитов значительно возрастает.
Так как, по сравнению с общим количеством клеток сердечной мышцы, на Sса1-стволовые клетки приходится лишь незначительная доля, их поиск – это поиск иголки в стоге сена. Кроме того, исследователи столкнулись с еще одной проблемой: после трансформации стволовых клеток в кардиомиоциты белок Sса1 больше не экспрессируется в качестве маркера. Чтобы доказать их участие в регенеративных процессах, ученые должны были проявить изобретательность. Они генетически модифицировали стволовые клетки таким образом, что, в дополнение к Sса1, клетки экспрессировали другой видимый маркер. Этот флуоресцентный маркер обнаруживался постоянно.
«Таким образом, нам удалось установить, что у здоровых мышей доля кардиомиоцитов, происходящих от стволовых клеток Sса1, постоянно увеличивается. В течение 18 месяцев регенерирует около пяти процентов клеток сердечной мышцы», – говорит руководитель проекта Шизука Учида (Shizuka Uchida).
Кроме того, у мышей со смоделированными заболеваниями сердца количество таких вновь образованных кардиомиоцитов увеличивалось в три раза.
«Эти данные показывают, что, в принципе, сердце млекопитающих способно запустить процессы регенерации и обновления. Однако в нормальных условиях этих процессов недостаточно, чтобы полностью восстановить сердечную мышцу», – комментирует результаты доктор Браун.
Теперь ученых цель – найти способы, позволяющие усилить образование новых кардиомиоцитов из стволовых клеток и, тем самым, повысить способность сердца к самовосстановлению.
Статья Uchida et al. Sca1-derived cells are a source of myocardial renewal in the murine adult heart опубликована в журнале Stem Cell Reports.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
03.12.2013