Российские ученые выяснили, как мутации влияют на возникновение редкого заболевания сердца — кардиомиопатии. Если у пациента диагностирована кардиомиопатия, высок риск того, что ему нужно будет трансплантировать сердце. Статья опубликована в журнале Cardiovascular Research. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ).

При кардиомиопатии у пациентов изменяется строение сердечной мышцы и нарушается ее работа. Это может вызывать сердечную недостаточность и аритмию — патологическое нарушение частоты и ритма сокращений сердца, а также сердечно-сосудистые заболевания с очень высоким риском смерти. 70% людей после того, как у них выявляют кардиомиопатию, не проживают дольше пяти лет.

Среди кардиомиопатий выделяют несколько типов. Причина появления первичных кардиомиопатий не установлена. Симптомами этого типа заболевания могут быть растяжение или утолщение полостей сердца или нарушение сокращения. Вторичные кардиомиопатии более разнообразны. Они возникают под влиянием различных заболеваний и патологий: различают, например, алкогольную и диабетическую кардиомиопатии, которые образуются, соответственно, при алкогольной зависимости и сахарном диабете.

«Наше исследование раскрывает новые механизмы заболевания, а значит, и позволяет предположить новые решения по созданию терапевтических препаратов, — говорит соавтор работы Анна Костарева из Института молекулярной биологии и генетики НМИЦ имени В. А. Алмазова. — Сегодня генно-инженерные подходы — это эксперимент и далекое будущее, но завтра это уже реальные препараты для лечения врожденной патологии».

В новой работе ученые исследовали, как различные мутации влияюют на возникновение разных видов кардиомиопатий у детей и взрослых. Авторы работы изучили мутации, затрагивающие цитоскелетные белки — основу, составляющую внутренний скелет клетки. Этот скелет очень гибок, и благодаря этому он позволяет клетке приспосабливаться к внешним воздействиям.

Для того, чтобы выяснить роль мутаций в возникновении кардиомиопатии, ученые использовали стволовые клетки пациентов и превращали их в кардиомиоциты (клетки сердечной мышцы). Чтобы вызвать мутации в геноме, исследователи применяли технологию CRISPR/Cas9. На последнем этапе, для того, чтобы зарегистрировать изменения, которые произошли в результате мутации, ученые использовали электронную и сканирующую электронную микроскопии, а также хроматографию — для того, чтобы изучить состав смеси веществ и определить физико-химические свойства компонентов.

«Мы открыли несколько новых мутаций, впервые показали роль некоторых новых белков в развитии кардиомиопатии, в частности, описанных первый раз в литературе в связи с патологией человека, — подытоживает Костарева. — В сумме новые знания позволили сосредоточить наши исследования на конкретной внутриклеточной области клеток сердечной мышцы — области z-дисков. Изучению структуры, регуляции и сигнальной функции этой области мы посвятим наши дальнейшие исследования».