Работа биологов под руководством доктора биологии Раджа Кишора из медицинской школы Темпльского университета проливает свет на роль экзосомов в функционировании организма и в потенциале способна совершить новый шаг в лечении распространённой болезни — инфаркта миокарда, или сердечного приступа.

Экзосомы — это микроскопические внеклеточные везикулы (пузырьки) диаметром до 100 нм, выделяемые в межклеточное пространство клетками различных тканей и органов. Их обнаружили в 80-х годах прошлого века, и сначала решили, что таким образом клетки избавляются от ненужных продуктов жизнедеятельности.

Как появляются экзосомы / Википедия

Но позже, при изучении работы раковых клеток, биологи обнаружили, что это вовсе не отходы, а своеобразные коммуникационные средства — наподобие записок в бутылках, брошенных в воду. С их помощью раковые опухоли общались со своими отдалёнными метастазами. Чуть позже стало понятно, что практически все клетки в теле используют такой механизм для общения друг с другом. Кроме этого, экзосомы участвуют во многих других процессах, и полностью их роль пока ещё не изучена.

Биологи Темпльского университета занимались изучением способов восстановления сердца после инфаркта. Известно, что сердце практически не умеет само себя залечивать — повреждения в результате инфаркта остаются шрамами на сердце, ему приходится работать в усиленном режиме, чтобы обеспечивать перекачку крови, ткани сердца разрастаются, а сила сжатия уменьшается.

Казалось бы, это заболевание просто необходимо попробовать вылечить при помощи стволовых клеток — тех из них, которые являются плюрипотентными (могут превратиться в любую нужную клетку). К сожалению, простое введение стволовых клеток в ткани сердца ничего не даёт — обычно большинство из них просто умирает. А с выжившими клетками есть другой риск — они могут превратиться в тератому, опухоль, в которой присутствует каша из совершенно разных тканей организма. В некоторых случаях такая опухоль появляется в организме в результате наличия недоразвитого паразитического сиамского близнеца.

Биологи под руководством Кишора уже несколько лет пытаются изучить роль экзосом в организме. В этих пузырьках содержится ДНК, мРНК, микроРНК и различные белки. мРНК, также известная, как информационная РНК — фактически инструкция, по которой синтезируются новые белки. Поэтому команда биологов задумалась — а нельзя ли использовать эти экзосомы как команды для клеток сердца на саморемонт?

Учёные взяли две группы мышей. Одна получила экзосомы, добытые из стволовых клеток. Другая, контрольная — экзосомы фибробластов. Сердечки мышей были поражены инфарктом. И первая группа мышей показала неоспоримо лучшие результаты восстановления после болезни.

У них выжило больше мускульной ткани, на сердечках появилось меньше шрамов, меньшее количество сердечной ткани отмерло. В районе поражения было отмечено гораздо лучшее развитие сосудистой системы, что послужило причиной улучшения циркуляции крови и снабжения кислородом мышечной ткани сердца. Сердца вырабатывали больше своих собственных стволовых клеток, которые затем превращались в клетки мышечной ткани. Сердца мышей первой группы бились активнее и не разрослись так сильно, как у другой группы.

«Наша работа показывает, что лучший способ восстановления сердца — это усиление его возможностей по самовосстановлению, и увеличение его способности лечиться,– сказал доктор Кишор. — Таким образом можно избежать рисков, связанных с возникновением тератом и других осложнений терапии стволовыми клетками. Это очень волнующее развитие в теории заболеваний сердца».

В продолжении исследования учёные проверили, не несёт ли ответственность за эти процессы наиболее часто встречающаяся в экзосомах молекула микроРНК, регулирующая гены — miR-294. При введении этой молекулы в стволовые клетки сердца, которые затем превращаются в клетки мышечной ткани, было замечено несколько процессов, сходных с теми, что происходили после введения целых экзосомов. Но стало понятно, что не одна лишь эта молекула отвечает за всю их полезную работу.

Будущие исследования помогут развить экзосомную терапию, и в теории приведут нас к её использованию в лечении сердечных приступов у людей.