Фермент теломераза устраняет повреждения, наносимые клетке старением, и с успехом используется для увеличения продолжительности жизни мышей. Недавно установлено, что теломераза может быть использована и для лечения заболеваний, связанных со старением.

Ученые из Испанского национального онкологического исследовательского центра (Spanish National Cancer Research Centre, CNIO) впервые применили теломеразу для лечения инфаркта миокарда, разработав инновационную стратегию: с помощью генной терапии они активировали ген теломеразы только в сердце взрослых мышей, повысив тем самым показатель выживаемости животных на 17 процентов.

«Наша работа показывает, что активация теломеразы может быть терапевтической стратегией для предотвращения сердечной недостаточности после инфаркта миокарда», – говорят авторы исследования, опубликованного в журнале Nature Communication. «Мы установили, что после инфаркта миокарда сердце, экспрессирующее теломеразу, демонстрирует меньшую дилятацию, лучшую функцию желудочков и в нем образуется меньше рубцов. Эти сердечные события связаны с повышением выживаемости на 17 процентов по сравнению с контрольными животными».

Кроме того, все указывает на то, что теломераза регенерировала кардиомиоциты – клетки, ответственные за сокращения сердца. Регенерация сердечной мышцы будет противодействовать следствию инфаркта миокарда – формированию рубцов, плотной ткани, ухудшающей функцию сердца и повышающей вероятность развития сердечной недостаточности.

«Одной из целей кардиологии при лечении инфаркта миокарда и предотвращении сердечной недостаточности является эффективная регенерация сердца, но до сих пор здесь не было достигнуто каких-либо значимых успехов», – комментируют исследователи.

Сердечная недостаточность – наиболее частая причина смерти во всем мире, и одним из главных факторов ее развития, и сердечно-сосудистых заболеваний в целом, является старение: этот процесс вызывает не только изменения в сердце, которые делают более вероятной его недостаточность, но и снижает способность органа к регенерации.

Микрофотография сердца с высоким разрешением. Зеленые клетки представляют кардиомиоциты –
мишень новой генно-терапевтической методики. Реактивация теломеразы обеспечивает регенерацию кардиомиоцитов
после острого инфаркта миокарда. (Фото: CNIO)

Это исследование является частью другого проекта, в котором в 2012 году та же группа разработала генетическую методику встраивания гена теломеразы во взрослый организм. Тогда было доказано, что благодаря восстановленной способности синтезировать теломеразу мыши живут на 40 процентов дольше. Сейчас авторы проверяют гипотезу о том, что, если теломераза замедляет процесс старения, то она может бороться с возрастными заболеваниями, такими как инфаркт миокарда.

Теломераза может обратить вспять биологические часы клетки путем восстановления теломер, защищающих концы хромосом. Теломеры прогрессивно сокращаются при каждом делении клетки, пока не достигают критической длины, после чего они уже не могут выполнять свою защитную функцию. Тогда клетка прекращает делиться и стареет. На уровне организма в целом укорочение теломер приводит к возрастным заболеваниям, в том числе к нарушению функции сердца как у мышей, так и у человека.

Теломераза препятствует укорочению теломер, но в подавляющем большинстве клеток организма это происходит только до рождения; во взрослых клетках, за некоторым исключением, теломераза не синтезируется.

Авторы исследования инфицировали взрослых мышей модифицированным вирусом, содержащим, наряду с вирусными генами, ген теломеразы, с тем чтобы этот фермент могли синтезировать взрослые клетки. В их успешной работе 2012 года встроенный ген теломеразы прекрасно экспрессировался по всему организму. Но на этот раз исследователи инфицировали только сердце. Убедившись, что клетки сердца животных экспрессируют теломеразу, исследователи искусственно вызвали у мышей инфаркт миокарда.

«Наши результаты показывают, что активация теломеразы во взрослом сердце оказывает положительный эффект на выживаемость модельных мышей, перенесших острый инфаркт миокарда, эффект, согласующийся с удлинением теломер в клетках миокарда и активацией нескольких путей, связанных с защитой и регенерацией сердца», – заключают авторы.

По их мнению, это исследование является «доказательством правильности концепции развития инновационных стратегий, основанных на активации теломеразы, для лечения хронической и острой сердечной недостаточности» и открывает новые возможности в лечении других возрастных заболеваний.

Исследователи надеются, что скоро смогут проверить свою генно-терапевтическую методику на свиньях как на этапе, предшествующем испытаниям на организме человека.

Оригинальность и методология делают это исследование революционным с клинической точки зрения, так как оно открывает путь к совершенно новым методам лечения болезней сердца. Исследователи делают два главных вывода: в защите и регенерации миокарда участвуют естественные механизмы сохранения генетической информации и эти механизмы могут быть реактивированы в рамках терапевтических подходов, применимых к пациентам.

Оригинальная статья:

Telomerase expression confers cardioprotection in the adult mouse heart after acute myocardial infarction