Ученые раскрыли «защитный код» клеток сердца, мешающий его восстановлению

Ученые нашли способ «разбудить» способность сердца к восстановлению после инфаркта. Новое исследование показало, что клетки сердечной мышцы используют специальный механизм защиты, который не позволяет им менять свою природу, однако блокировка этого механизма может помочь запустить процесс регенерации.

В отличие от кожи и некоторых других тканей, взрослое человеческое сердце почти не способно самостоятельно восстанавливать поврежденные клетки. Поэтому ученые давно пытаются научиться перепрограммировать клетки сердечной мышцы, чтобы после инфаркта они могли создавать новую здоровую ткань.

Однако кардиомиоциты — клетки, отвечающие за сокращение сердца, — отличаются высокой стабильностью. Они эволюционно настроены на эффективную работу и активно сопротивляются попыткам изменить их состояние.

Исследователи из Медицинского исследовательского института Sanford Burnham Prebys и Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса обнаружили один из ключевых механизмов этой защиты. Работа, опубликованная в журнале Nature Communications, показала, что особый белок CHST7 играет роль своеобразного «стража» клеточной идентичности.

CHST7 относится к белкам, которые участвуют в модификации других молекул с помощью сахаров — процессе, известном как гликозилирование. Ученые выяснили, что именно этот белок сильнее всего препятствует перепрограммированию клеток как у мышей, так и у людей.

Исследование показало, что CHST7 действует через рецептор клеточной поверхности CD44, усиливая связанные с ним сигнальные процессы. Это, в свою очередь, изменяет активность белка JUNB, который регулирует работу генов.

В результате формируется система, которая помогает клетке сохранять свою первоначальную специализацию. CHST7, CD44 и JUNB вместе контролируют доступ к участкам ДНК, регулирующим активность генов: они открывают области, поддерживающие стабильность клеточного состояния, и блокируют те, которые необходимы для перепрограммирования.

«Понимая, как клетки сердца защищают свою идентичность, мы можем найти способы преодолеть эти ограничения и усилить восстановление после повреждений», — отмечают авторы исследования.
Дальнейшие эксперименты привели ученых к еще одной важной молекуле — ферменту PIP4K2C, который также участвует в поддержании стабильности клеток. Когда исследователи одновременно блокировали действие этого фермента и запускали перепрограммирование клеток сердца у мышей, результат оказался значительно лучше.

Через месяц после инфаркта сердца животных, получавших комбинированное лечение, перекачивали около 58,6% нормального объема крови, тогда как у мышей, которым проводили только перепрограммирование, этот показатель составлял лишь 24,9%.

Ученые считают, что открытие может стать основой для новых методов лечения сердечных повреждений. Понимание того, почему клетки сердца сопротивляются изменениям, может помочь разработать терапии, которые позволят органу эффективнее восстанавливаться после инфаркта.

Следите за NEWS.am Medicine на Facebook и Twitter