Биологи восстановили сердечную деятельность у мышей после инфаркта

Исследователи из Медицинского Колледжа Бейлора и Техасского Института Сердца сумели добиться восстановления сердечной деятельности у мышей после инфаркта. Для этого они выключили один из генов пути Hippo, участвующего в подавлении пролиферации и регенерации кардиомиоцитов и возникновении фиброза сердечных тканей. Исследование опубликовано в Nature.

До сих пор наиболее эффективными средствами, позволяющими справиться с сердечной недостаточностью, являлись либо трансплантация нового органа, либо имплантация вспомогательного устройства, задающего сердечный ритм. При этом ученые не теряют надежду найти средство, которое заставит клетки сердца восстанавливаться самостоятельно (об экспериментах с выключением гена Erbb2 мы раньше уже рассказывали).

Во время инфаркта часть сердечных тканей лишается доступа к кислороду и отмирает, а на их месте образуется рубец, сформированный с помощью фибробластов, не способных к сокращению. В результате сердце уже не может работать так, как раньше, и чем больше область поражение, тем слабее становится сердечная мышца. Известно, что в этом процессе участвует путь Hippo — киназный каскад, который взаимодействует с рядом транскрипционных факторов и предотвращает регенерацию и пролиферацию кардиомиоцитов.

Ученые работали над линией мышей с ишемической болезнью сердца. Спустя три недели после искусственно индуцированного инфаркта миокарда, вызвавшего систолическую дисфункцию сердца (поражение ткани желудочков), таким мышам выключали ген Salvador (Salv) — кодирующий один из участников пути Hippo. Работу сердца мышей наблюдали каждые две недели с помощью эхокардиографии. Спустя шесть недель после выключения гена сердечная деятельность у таких мышей была близка к сердечной деятельности здоровых мышей. В большинстве случае ткань желудочков содержала существенно больше кардиомиоцитов, а фиброзный рубец был меньше, чем у контрольной группы, также подвергнутой инфаркту. Синтез таких факторов, как Myh7 NppA, NppB, участвующих в реорганизации кардиомиоцитов, у мышей с выключенным Salv, в отличие от контрольной группы, не запускался.

Анализ общей РНК кардиомиоцитов у здоровых мышей, у мышей после инфаркта с выключенным Salv и у обычных мышей после инфаркта показал, что первые две группы наиболее близки между собой. Таким образом, выключение пути Hippo приводит к тому, что сердечные клетки как будто бы «не знают» об инфаркте и продолжают нормальную жизнедеятельность, в том числе, связанную с регенерацией и пролиферацией.

Ученые продемонстрировали особенную значимость в восстановлении сердечной ткани белка Park2, который ответственен за «контроль качества» митохондрий. При нарушениях его деятельности «неисправные» митохондрии не выбраковываются вовремя, и это приводит к нарушению работы кардиомиоцитов в целом. Исследователи показали, что делеция соответствующего гена приводит к серьезной кардиомиопатии. Выяснилось, что после инфаркта синтез Park2 в кардиомиоцитах у контрольной группы заметно снижается, однако у мышей с выключенным Salv он остается в норме. Это объясняется тем, что именно путь Hippo ответственен за фосфорилирование и исключение из клеточных ядер транскрипционных факторов Taz и Yap, участвующих в процессах восстановления сердечной ткани. Фактор Yap, в частности, необходим для синтеза Park2.

Ученые также сконструировали вирусный вектор, позволяющий выключать ген у любых мышей (в предыдущей части эксперимента они работали со специально выведенной генетически модифицированной линией мышей, для которой существовала возможность выключения гена Salv в любой момент с помощью тамоксифена). Введение такого вектора как во время инфаркта, так и три недели спустя вызывало существенные улучшения сердечной ткани по сравнению с контрольными группами.

В дальнейшем ученые планируют более детально исследовать влияние пути Hippo на развитие фиброза сердечных тканей. А о том, как риск инфаркта повышают дровяные печи, можно прочитать здесь.

Анна Казнадзей

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.