Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • iHerb
  • Biohacking
  • M-Health

Мышам инфаркт не страшен

Репрограммирование клеток частично восстановило сердце мышей после инфаркта

Полина Лосева, N+1

Ученые помогли мышам восстановить сердечную мышцу после инфаркта – на этот раз с помощью репрограммирования, заставив кардиомиоциты «помолодеть» и начать делиться. Оказалось, что при этом можно избежать образования опухолей и эффект тем сильнее, чем раньше начинается лечение (в идеале – еще до самого инфаркта). Метод пока нельзя применить к людям – мышей для этого приходится генетически модифицировать. Работа опубликована в журнале Science (Chen et al., Reversible reprogramming of cardiomyocytes to a fetal state drives heart regeneration in mice).

Многие ткани млекопитающих очень плохо регенерируют, и чем животное старше – тем хуже. Это мешает внутренним органам восстанавливаться после травм и ускоряет старение организма. С этой проблемой теоретически можно справиться с помощью стволовых клеток – но их не всегда можно получить в нужных количествах, их бывает сложно ввести в очаг повреждения и, к тому же, они не всегда хорошо приживаются.

Другой вариант – создать стволовые клетки на месте, прямо внутри поврежденной ткани, или хотя бы научить взрослые клетки делиться. Этого можно добиться с помощью технологии репрограммирования клеток: ввести в них четыре белка-фактора транскрипции (их еще называют 4F, OSKM – по названиям белков или коктейль Яманаки – по имени первооткрывателя), которые заставляют ДНК в клетке переупаковаться. При этом участки со многими генами, которые работают в молодых клетках, раскручиваются и становятся доступны для считывания. А сами клетки могут приобрести некоторые свойства стволовых.

Недавно с помощью подобной технологии ученые частично вернули мышам зрение после травмы глаза. А теперь группа исследователей под руководством Томаса Брауна (Thomas Braun) из Института исследований сердца и легких Общества Макса Планка взялась за регенерацию сердца.

Чтобы доставить белки Яманаки в сердце, ученым пришлось использовать трансгенных мышей – в их ДНК исследователи встроили гены этих четырех белков, но так, чтобы они работали только в кардиомиоцитах (сократительных клетках сердечной мышцы) и только в присутствии антибиотика доксициклина.

Авторы работы поили мышей водой с доксициклином постоянно, и в течение первых шести суток животные не отличались от контрольных, а потом начались изменения. В их кардиомиоцитах усилилось производство сократительных белков, а сердечный выброс сократился – это означало, что в сердце происходят какие-то процессы перестройки. У животных, которым в этот момент прекратили давать доксициклин, сердце быстро вернулось к обычной работе, то есть процесс получился обратимым.

Те же, у кого продолжили запускать экспрессию белков Яманаки, после 12-го дня начинали болеть и быстро умирали, даже если отменить доксициклин. На вскрытии у них обнаружились опухоли в сердечной ткани. Причем клетки из этих опухолей приживались в ранних мышиных зародышах – это критерий, который позволяет отнести их к эмбриональным стволовым. Таким образом авторы работы подтвердили, что их технология позволяет провести полное репрограммирование клеток in vivo.

Для того чтобы заживлять раны, полное репрограммирование не нужно и даже опасно. Но частичное репрограммирование, которое происходит в первые дни действия доксициклина, может быть полезно – при этом клетки, как исследователи заметили в начале эксперимента, не теряют своей специализации, но приобретают способность делиться.

Чтобы проверить, насколько это влияет на регенерацию, авторы работы опробовали свой метод на модели инфаркта. Они перевязывали у мышей переднюю нисходящую артерию, прерывая тем самым кровоснабжение части миокарда – а животным давали доксициклин перед инфарктом (за 6 дней), сразу после инфаркта, на следующий день или через 6 дней после (имитируя поддерживающую терапию). Оказалось, что последний из вариантов не оказывает серьезного влияния на работу сердца (хотя и уменьшает размер шрама на мышце). А вот первые два позволяют частично восстановить работу мышцы, причем профилактика работает заметно лучше, чем терапия после инфаркта – возможно, еще и потому, что молодые кардиомиоциты более устойчивы к повреждениям, чем пожилые.

reprogramming.jpg

Восстановление миокарда после инфаркта. Красный – здоровая ткань, синий – фиброзный шрам. Ряды сверху вниз: контроль, доксициклин до инфаркта, сразу после и через 6 дней после. Рисунок из статьи Chen et al.

Исследователи полагают, что такую технологию можно применять и для других органов, которые плохо регенерируют в организме человека. Но, поскольку генетически модифицировать его в ближайшее время не получится, нужно будет осваивать способы запустить экспрессию белков Яманаки извне – например, через вирусный вектор. Но пока такие эксперименты ставили только на клеточных культурах in vitro – а чтобы перенести их на живых людей, нужно будет научиться точно контролировать репрограммирование и не допускать образования опухолей.

А о том, как частичное репрограммирование можно использовать для омоложения организма в целом и почему в него недавно инвестировали Джефф Безос и Юрий Мильнер, мы рассказывали в тексте «Планы на старость».

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru


Читать статьи по темам:

инфаркт регенерация генетически модифицированные животные Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Двойной удар по инфаркту

Восстановление сердца после инфаркта возможно с помощью кардиомицитов, которые сверхэкспрессируют факторы пролиферации.

читать

Строго по времени

Новый пластырь способен доставлять факторы роста сосудов в нужном порядке и надежно крепится к любой поверхности, включая сердце.

читать

Воскрешение кардиомиоцитов

Новое экспериментальное лечение помимо восстановления жизнеспособности позволило клеткам сохранить функциональность при гипоксии.

читать

В самом расцвете сил

Оптимальный возраст репрограммированных стволовых клеток для восстановления ткани сердца – примерно с 15-го по 28-й день созревания.

читать

VentriGel для сердца

Стартап Ventrix успешно провел первую фазу клинических исследований инъекционного геля VentriGel для лечения повреждений сердца.

читать