Регенерация сердца - омоложение тканей сердца

Ни для кого не секрет, какой проблемой являются сердечно сосудистые заболевания в современном мире. Представьте себе, каким прорывом в лечении сердечно сосудистых заболеваний смогло бы стать, если бы человеческие ткани сердца обладали способностью к регенерации. А ведь множество видов рыб и рептилий обладают такой способностью, их клетки сердца могут восстанавливать любое повреждение. К сожалению, у млекопитающих все обстоит иначе, новые кардиомиоциты могут вырабатываться исключительно в период эмбрионального развития, но после рождения стволовые клетки, сформировавшие, в том числе и сердечный орган, засыпают.

В случае, когда человек переносит инфаркт, сердце не восстанавливается, а рубцуется, и вместо мышечных клеток поврежденный участок закрывается соединительной тканью. На данный момент ученые считают, что такова была эволюционная плата за более оптимальное функционирование сердца. Сердечные клетки рептилий и амфибий могут обращать свое развитие вспять к стволовой стадии, таким образом восстанавливать повреждения, но именно эта способность плохо сказывается на самих сердечных функциях.

Омоложение сердца: регенерация сердца у молодых мышей

Тем не менее, в 2011 году Хешем Садек (кардиолог из Техасского университета) с командой коллег неожиданно обнаружили интересную особенность у очень молодых мышей, их сердце может быстро регенерировать. У однодневных мышат были хирургически удалены 15% мышцы желудочка, а в течение 3 недель потерянный объем ткани был полностью восстановлен, уже через 2 месяца желудочек вернулся к нормальному функционированию. В ходе опытов было отмечено, что способность к регенерации сердца сохранялась семь дней, так у семидневных мышей желудочек уже не восстанавливался. Еще одной интересной особенностью оказалось то, что процесс регенерации происходил не за счет стволовых клеток, а за счет обычных зрелых клеток сердечной мышцы, которые по невыясненной причине, вдруг вспоминали, как надо делиться.

Позже этот эксперимент пытались повторить в Университете Южной Дании. Ученых ждало разочарование, они не увидели никакого восстановления сердечных тканей, а только обычное рубцевание. Результаты этого неудачного эксперимент были опубликованы в прошлом году в журнале Stem Cell Reports. Эксперты пытались найти причины расхождения результатов этих экспериментов. В частности, было мнение, что при регенерации могут происходить два конкурирующих между собой процесса, регенерация и рубцевание. И даже незначительные различия в ходе эксперимента могут повлиять, дав преимущество первому или второму процессу. Также сам вывод о том, что во время первого эксперимента работали не стволовые, а зрелые клетки сердечной мышцы, был скорее предположением, так как он был сделан по косвенным признакам.

Регенерация сердца - возможно ли омоложение сердца?

Несмотря на эту неудачу, история имела свое продолжение. Тот же самый ученый Хешем Садек, кардиолог из Техасского университета в новой статье, опубликованной в журнале Nature, утверждал, что он и его коллеги смогли найти те самые восстановительные клетки. Ими и в самом деле оказались обычные кардиомиоциты, с сохранившейся способностью к делению. Из новых экспериментов ученые сделали вывод, что эти клетки должны были бы размножаться при гипоксии, то есть в условиях недостаточного снабжения кислородом. Таким образом, получилось найти небольшое количество кардиомиоцитов, схожих с клетками новорожденных. Чтобы обнаружить эти клетки, пришлось вырастить генетически модифицированную мышь, у этой мыши белок Hif-1alpha, необходимый клеткам при гипоксии, был соединен с белковой меткой, которая позволяла увидеть клетку с активированным гипоксическим геном.

Похоже, что вывод о восстановлении сердца «нестволовыми» клетками вовсе не миф. Годовой прирост новых клеток в сердечной мышце в среднем составил 0,62%. Это может показаться очень мыло, но учитывая тот факт, что ученые, получив восстановительные клетки, теперь могут попробовать раскачать их, заставив делиться более активно. За последние годы появилось уже несколько работ, в которых описывалось, что гены деления в сердечных клетках получалось разбудить при помощи микрорегуляторных РНК и других эпигенетических механизмов. Подобные поиски методов стимуляции деления в сердечных клетках постепенно приближают мечту о том, чтобы человеческие ткани сердца обладали способностью к регенерации к реальности.