Эта молекула является ключом к восстановлению поврежденного сердца после сердечного приступа.

С другой стороны, сердечно-сосудистые заболевания, такие как сердечные приступы, являются одной из ведущих причин смерти во всем мире из-за ограниченной способности сердца к самовосстановлению. В отличие от людей, рыбки данио обладают замечательной способностью восстанавливаться после повреждения сердца.

Теперь исследователи из группы под руководством Джероена Баккерса из Институт Хубрехта (Нидерланды), работая с рыбками данио, обнаружили новый механизм, который работает как переключатель, запускающий созревание клеток сердечной мышцы в процессе регенерации.

Указанный механизм они объясняют в исследовании, опубликованном в журнале «Наука», является эволюционно законсервированным, поскольку очень похожий эффект наблюдался в клетках сердечной мышцы мыши и человека. Результаты исследования показывают, что они могут способствовать разработке новых методов лечения сердечно-сосудистых заболеваний.

По оценкам, ежегодно от сердечно-сосудистых заболеваний умирает 18 миллионов человек, и многие из этих смертей связаны с сердечными приступами. В таком случае тромб препятствует поступлению питательных веществ и кислорода к частям сердца.

В результате клетки сердечной мышцы в заблокированной части сердца гибнут, что иногда может привести к сердечной недостаточности. И хотя существуют методы лечения, контролирующие симптомы, не существует лечения, которое могло бы заменить утраченную ткань функциональными, зрелыми клетками сердечной мышцы, тем самым излечивая пациентов.

В отличие от людей, некоторые виды, такие как рыбки данио, могут регенерировать свое сердце. Доказано, что в течение 90 дней после повреждения они способны полностью восстановить работу сердца.. Таким образом, выжившие клетки сердечной мышцы могут делиться и создавать новые клетки. Эта уникальная особенность обеспечивает сердца рыбок данио источником новой ткани для замены утраченных клеток сердечной мышцы.

Предыдущие исследования успешно идентифицировали факторы, которые могут стимулировать деление клеток сердечной мышцы. Однако до сих пор не было проанализировано, что происходит с новообразованными клетками сердечной мышцы.

«Непонятно, как эти клетки перестают делиться и становятся достаточно зрелыми, чтобы способствовать нормальной работе сердца. Мы были озадачены тем фактом, что в сердцах рыбок данио новообразованная ткань естественным образом созрела и плавно интегрировалась с существующей сердечной тканью», — говорит он. Фонг Нгуенпервый автор исследования.

Чтобы детально изучить созревание новообразованной ткани, исследователи разработали сложную технику, которая позволила им вживую визуализировать движение кальция в клетках сердечной мышцы. Регуляция движения кальция в клетки сердечной мышцы и из них важна для контроля сердечных сокращений и может предсказывать зрелость клеток.

Таким образом, они обнаружили, что после деления клеток сердечной мышцы движения кальция со временем меняются. «Движение кальция в недавно разделенной клетке изначально было очень похоже на движение в эмбриональных клетках сердечной мышцы, но со временем клетки сердечной мышцы приобрели зрелый тип движения кальция. Мы обнаружили, что сердечная диада, структура, которая помогает перемещать кальций внутри клетки сердечной мышцы, и, в частности, один из ее компонентов, LRRC10, имеет решающее значение в решении, будут ли клетки сердечной мышцы делиться или двигаться к созреванию. Клетки сердечной мышцы, в которых отсутствовал LRRC10, продолжали делиться и оставались незрелыми», — говорит Нгуен.

Установив важность LRRC10 в остановке клеточного деления и инициировании созревания клеток сердечной мышцы рыбок данио, они решили проверить, можно ли применить их открытия к млекопитающим. Для этого они индуцировали экспрессию LRRC10 в клетках сердечной мышцы мыши и человека, выращенных в лаборатории. Неожиданно LRRC10 модифицировал обращение с кальцием, уменьшал клеточное деление и увеличивал созревание этих клеток способом, сходным с таковым, наблюдаемым в сердцах рыбок данио.

Результаты исследования показывают, что LRRC10 может стимулировать созревание клеток сердечной мышцы за счет контроля их обработки кальцием.. Это может помочь решить проблему отсутствия регенеративной способности сердца млекопитающих путем пересадки выращенных в лаборатории клеток сердечной мышцы в поврежденное сердце.

Однако, какой бы многообещающей ни была эта потенциальная терапия, результаты показали, что эти выращенные в лаборатории клетки все еще незрелы и не могут должным образом общаться с остальной частью сердца, что приводит к аномальным сокращениям, называемым аритмиями. «Хотя необходимы дополнительные исследования, чтобы точно определить, насколько зрелыми являются эти выращенные в лаборатории клетки сердечной мышцы при лечении LRRC10, возможно, ускоренное созревание улучшает их интеграцию после трансплантации», — объясняет автор исследования Джероен Баккерс.

Баккерс добавляет, что большинство современных моделей сердечных заболеваний часто основаны на незрелых клетках сердечной мышцы, выращенных в лаборатории. «90% перспективных лекарств-кандидатов, найденных в лаборатории, не доходят до клиники, и незрелость этих клеток может быть фактором, способствующим такому низкому показателю успеха.. Наши результаты показывают, что LRRC10 также может повысить актуальность этих моделей».

Поэтому они заключают, что LRRC10 может внести важный вклад в создание выращенных в лаборатории клеток сердечной мышцы, которые более точно представляют типичное сердце взрослого человека, тем самым повышая шансы на разработку новых успешных методов лечения сердечно-сосудистых заболеваний.