Сердечная недостаточность запустила генерацию провоспалительных макрофагов в костном мозге

Исследование японских ученых показало, что сердечный стресс модулирует эпигеном гемопоэтических стволовых клеток и изменяет их способность генерировать субпопуляции сердечных макрофагов, что может быть общей причиной повторных случаев сердечной недостаточности. Эта модуляция, по-видимому, происходит за счет подавления передачи сигналов трансформирующего фактора роста β, что соответствует снижению симпатической нервной активности в костном мозге. Результаты работы опубликованы в Science Immunology.

Смертность от сердечной недостаточности остается высокой во всем мире, и сохраняется необходимость в разработке новых терапевтических методов ее лечения. Известно, что даже один эпизод сердечной недостаточности значительно повышает риск хронизации патологии. Считается, что хроническое воспаление выступает общей патологической особенностью большинства заболеваний, которые затрагивают сразу несколько органов и систем. Однако не до конца понятно, способствует ли сердечная недостаточность хроническому воспалению в разных органах.

Сердечные макрофаги играют значимую роль в поддержании гомеостаза сердечной мышцы. В частности, они играют важную роль в защите сердца от перегрузки давлением в левом желудочке и нужны для поддержания здоровой электрической проводимости. Более того, у пациентов с терминальной стадией дилатационной кардиомиопатии самообновляющиеся популяции макрофагов эмбрионального происхождения, возможно, заменяются макрофагами моноцитарного происхождения. Вполне вероятно, что макрофаги моноцитарного происхождения, количество которых увеличивается при сердечных приступах, способствуют развитию сердечной патологии при повторных приступах сердечной недостаточности.

Группа ученых под руководством Кацухито Фудзиу (Katsuhito Fujiu) из Токийского университета пыталась определить, усугубляет ли иммунная память гемопоэтических стволовых клеток (ГСК), вызванная сердечным стрессом, последующий патогенез сердечной недостаточности. Ученые исследовали вызванные сердечной недостаточностью изменения в гемопоэтических стволовых клетках и производных от моноцитов макрофагах.

Сначала исследователи путем сужения аорты спровоцировали у мышей перегрузку давлением левого желудочка, которая через некоторое время привела к развитию сердечной недостаточности. После этого у мышей забрали ГСК и пересадили их здоровых мышам. Через некоторое время у реципиентов развилась спонтанная сердечная дисфункция и фиброз. Цитологические и молекулярные исследования показали, что сердечные макрофаги у мышей с сердечной недостаточностью экспрессировали более высокие уровни наборов генов, связанных с воспалением и передачей сигналов цитокинами.

Затем ученые выяснили, что сердечная недостаточность приводила к переключению фенотипа ГСК на провоспалительные макрофаги. У мышей с сердечной недостаточностью провели глобальный анализ доступности хроматина и одноклеточный анализ РНК-последовательности. Эти анализы показали, что передача сигналов трансформирующего фактора роста β (TGF-β) в ГСК подавлена при сердечной недостаточности. Дополнительные тесты показали, что это соответствует подавлению симпатической нервной активности в костном мозге. В дальнейших экспериментах ученые искусственно подавляли передачу сигналов TGF-β и наблюдали у мышей прогрессирующую сердечную дисфункцию. Кроме того, такая пересадка вызывала повреждения других органов — почек и мышц, — типичные для сердечной недостаточности.

По мнению ученых, результаты их экспериментов вполне описывают потенциальный воспалительный патогенез хронизации сердечной недостаточности. Эти открытия послужат основой для разработки новых терапевтических подходов ведения сердечной недостаточности.

В пользу гипотезы об общем воспалительном пути патогенеза сердечной недостаточности свидетельствует и популяционное исследование шведских ученых, в котором говорится о повышении риска сердечной недостаточности у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника.