Наконец-то удалось найти клетки, за счёт которых сердце может восстанавливаться после повреждений.

Наша жизнь была бы намного проще, если бы наше сердце могло регенерировать. У многих рыб, амфибий и рептилий оставшиеся клетки сердца могут залечить любое повреждение. Однако у млекопитающих, увы, новые кардиомиоциты могут появляться только во время эмбрионального развития – сразу после рождения стволовые клетки, давшие начало сердцу, засыпают. Поэтому после инфаркта оно у нас не восстанавливается, а рубцуется: вместо мышечных клеток, которые могли бы сокращаться, повреждённый участок закрывается соединительной тканью. Считается, что такова оказалась эволюционная цена за более совершенное сердце: у амфибий и прочих сердечные клетки могут обращать своё развитие вспять, к стволовой стадии, и тем самым залечивать повреждение, но именно способность становиться стволовыми плохо сказывается на собственно сердечных функциях. У зверей кардиомиоциты работают лучше, но и «впасть в детство» потом не могут.

Сердце на ангиографическом снимке. (Фото Howard Sochurek / Corbis.)

Однако в 2011 году кардиолог Хешем Садек (Hesham Sadek) с коллегами из Техасского университета внезапно обнаружили, что у молодых мышей сердце способно быстро регенерировать. После хирургического удаления у однодневных мышат 15% мышцы желудочка в течение трёх недель утраченный объём ткани полностью восстанавливался, а через два месяца желудочек возвращался к «штатному» функционированию. Способность к восстановлению сердца держалась семь дней, у семидневных животных желудочек уже не регенерировал. Любопытней всего было то, что регенерация происходила не за счёт стволовых клеток, а за счёт обычных зрелых клеток сердечной мускулатуры, которые, видимо, вдруг вспоминали, как надо делиться.

Но когда эксперимент попытались повторить исследователи из Университета Южной Дании, они увидели лишь обычное рубцевание и никакого восстановления – статья с этими огорчительными результатами вышла в Stem Cell Reports весной прошлого года. Некоторые эксперты попробовали объяснить расхождение экспериментальных данных тем, что при регенерации могут иметь место два конкурирующих процесса, собственно регенерация и рубцевание, и даже малейшие различия в условиях эксперимента могут дать преимущество тому или другому. Кроме того, сами клетки, которые восстановили сердце мышей, никто не видел; вывод о том, что тут работают не стволовые, а зрелые клетки сердечной мышцы, был сделан по косвенным признакам.

Мышечное волокно сердца вместе с питающим его капилляром и волокном Пуркинье. Волокна Пуркинье входят в проводящую систему сердца, обеспечивая ритмику сокращений. (Фото Dennis Kunkel Microscopy, Inc. / Visuals Unlimited / Corbis.)

И всё же, по-видимому, восстановление сердца «нестволовыми» клетками совсем не миф и не артефакт. В новой статье, опубликованной в Nature, те же Хешем Садек и сотрудники Юго-западного медицинского центра Университета Техаса утверждают, что они смогли найти именно те самые восстановительные клетки. Ими действительно оказались обычные кардиомиоциты, правда, с сохранившейся способностью к делению. Предварительные эксперименты говорили о том, что такие клетки должны были бы размножаться при гипоксии, то есть при недостаточном снабжении кислородом. В результате удалось найти небольшое число кардиомиоцитов, которые напоминали клетки новорождённых. Чтобы обнаружить их, пришлось создать генетически модифицированную мышь, у которой белок Hif-1alpha, необходимый клеткам при гипоксии, был соединён с белком-меткой, позволявшей увидеть клетку с активированным гипоксическим геном Hif-1alpha.

В среднем годовой прирост новых клеток в сердце составил 0,62%, что согласуется с более ранними оценками. Этого, разумеется, мало, но теперь, имея на руках сами восстановительные клетки, медики могут попытаться целенаправленно раскачать их, заставить делиться активнее. В последнее время появилось несколько работ, в которых гены деления в сердечных клетках удавалось «вслепую» разбудить с помощью микрорегуляторных РНК и других эпигенетических механизмов; хотелось бы надеяться, что теперь поиск и оптимизация таких методов пойдут быстрее – разумеется, после того, как такие же клетки смогут найти и в человеческом сердце.

Автор: Кирилл Стасевич