Новая технология позволила увидеть, как сердце само обновляет свои клетки

Сердце человека долгое время считалось органом, практически лишённым способности к самовосстановлению. Теперь исследователи из Университета Сиднея, Института Бэрда и Королевского госпиталя Принца Альфреда показали, что это не так — после инфаркта сердечная мышца действительно производит новые клетки, пусть и в ограниченном количестве. Исследование опубликовано в журнале Circulation Research.

Новые клетки в повреждённом сердце

Долгие годы господствовала парадигма: кардиомиоциты — мышечные клетки сердца — не делятся после рождения. Когда часть из них гибнет при инфаркте, на их месте образуется рубец. Именно этот рубец делает сердце менее эффективным насосом и ведёт к сердечной недостаточности.

Новое исследование поставило под сомнение абсолютность этого утверждения. Использовав образцы сердечной ткани, полученные во время операций на открытом сердце и у доноров органов, учёные применили высокочувствительные маркеры деления клеток — и обнаружили: в зонах, прилегающих к инфарктному рубцу, число делящихся кардиомиоцитов заметно выше, чем в здоровой ткани.

Это означает, что сердце реагирует на повреждение попыткой компенсировать потерю клеток за счёт их деления — механизм, прежде считавшийся у взрослых людей нефункциональным.

Что стало возможным благодаря новой технологии

Ключевую роль в открытии сыграла технология, позволяющая отслеживать деление клеток в реальных образцах человеческой ткани без необходимости ставить эксперименты на живых пациентах. Команда разработала протокол, сочетающий несколько маркеров клеточного цикла, что позволило точно отличить делящиеся кардиомиоциты от делящихся вспомогательных клеток — фибробластов и эндотелиоцитов.

Важные детали открытия:

• Пролиферация кардиомиоцитов после инфаркта достоверно выше фоновой
• Новые клетки образуются именно в зонах, прилегающих к зоне некроза
• Несколько белков, обнаруженных в этих клетках, ранее были известны как промоторы регенерации сердца у мышей
• Это первое прямое доказательство деления кардиомиоцитов в ответ на инфаркт у взрослого человека
• Масштаб пролиферации невелик — он не способен полностью заместить потерянные клетки

Путь к регенеративной медицине сердца

Несмотря на то что масштаб естественной регенерации невелик, сам факт её существования принципиально меняет терапевтическую перспективу. Если сердце уже «знает», как делиться, задача медицины — научиться усиливать этот процесс.

«До сих пор мы думали, что клетки сердца гибнут при инфаркте и эти участки повреждены безвозвратно, что ослабляет способность сердца перекачивать кровь. Наше исследование показывает, что хотя сердце и покрывается рубцом, оно производит новые мышечные клетки, что открывает новые возможности», — пояснил первый автор работы доктор Роберт Хьюм.

Обнаруженные белки, связанные с регенерацией у мышей, теперь станут мишенями для разработки препаратов, которые смогут усилить этот процесс у человека. Параллельно команда планирует расширить доступ к образцам сердечной ткани от пациентов с разным сроком после инфаркта — чтобы понять, как долго длится и как быстро угасает регенеративный ответ.

Читайте также по теме: новых подходах к лечению тяжёлых болезней.

Болезни сердца остаются ведущей причиной смерти в мире: ежегодно от них погибает около 18 миллионов человек. Лечение, способное активировать естественную регенерацию сердечной мышцы, изменило бы эту статистику.