Выявлена популяция стволовых клеток, постоянно обновляющих сердечную мышцу

Стволовые клетки играют определенную роль в регенерации сердца. На снимке срез сердечной ткани мыши. Зеленое свечение в центре говорит о том, что эта клетка происходит из так называемой Sca1-стволовой клетки. (Фото: © Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung)

Еще несколько лет назад научное сообщество было единодушно во мнении о том, что регенеративная способность сердца млекопитающих очень мала. Однако теперь ученые знают, что клетки сердечной мышцы постоянно регенерируют, хотя и с очень небольшой скоростью. Ученые из Исследовательского института сердца и легких Макса Планка (Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung) в Бад-Наухайме (Bad Nauheim), Германия, идентифицировали популяцию стволовых клеток, ответственных за эту регенерации. Возможно, в будущем науке удастся создать лекарственные препараты, стимулирующие процессы самовосстановления у больных с заболеваниями сердечной мышцы.

Некоторые из позвоночных, кажется, нашли источник вечной молодости, по крайней мере, для своего сердца. Так, у многих амфибий и рыб этот важный орган обладает значительной способностью к регенерации и самоисцелению. А некоторые представители этих двух групп довели данную способность до совершенства и могут полностью устранить нанесенные сердечной ткани повреждения, сохраняя, тем самым, функциональность органа.

С млекопитающими все гораздо сложнее: их сердце обладает очень низкой способностью к регенерации. Согласно господствовавшим до недавнего времени представлениям причиной этого является то, что клетки их сердечной мышцы прекращают деление сразу после рождения. Предполагалось также, что в сердце млекопитающих нет стволовых клеток – источника новых кардиомиоцитов. Однако последние исследования показывают, что старые мышечные клетки в сердце млекопитающих все-таки заменяются новыми, но, по оценкам экспертов, в объеме всего от одного до четырех процентов в год.

Ученым из исследовательской группы профессора доктора Томаса Брауна (Thomas Braun) удалось идентифицировать популяцию стволовых клеток у мышей, играющую ключевую роль в регенерации клеток сердечной мышцы. Эксперименты на генетически модифицированных животных, проведенные учеными из Бад-Наухайма, показывают, что экспрессирующие маркер Sca1 стволовые клетки здорового сердца участвуют в постоянной замене кардиомиоцитов. Sca1-стволовые клетки повышают свою активность в ответ на повреждение сердца, в результате чего количество вновь образованных кардиомиоцитов несколько возрастает.

Так как на Sса1-стволовые клетки приходится лишь незначительная доля общего количества клеток сердечной мышцы, их поиск можно сравнить с поиском иголки в стоге сена.

«Кроме того, мы столкнулись с еще одной проблемой: после трансформации стволовых клеток в кардиомиоциты экспрессия Sса1 в качестве белка-маркера стволовых клеток прекращается. Чтобы доказать это, мы должны были проявить изобретательность», - говорит руководитель проекта Шизука Учида (Shizuka Uchida).

Исследователи генетически модифицировали стволовые клетки таким образом, что, в дополнение к Sса1, они экспрессировали другой видимый маркер.

«Нам удалось установить, что у здоровых мышей доля кардиомиоцитов, происходящих от Sса1-стволовых клеток, постоянно увеличивается. В течение 18 месяцев регенерирует около пяти процентов клеток сердечной мышцы», - говорит Учида.

Кроме того, у мышей со смоделированными болезнями сердца количество вновь образованных кардиомиоцитов увеличивалось в три раза.

«Эти данные показывают, что, в принципе, сердце млекопитающих способно к регенерации и обновлению. Однако в нормальных условиях эти процессы недостаточно эффективны, чтобы в конечном итоге восстановить сердечную мышцу», - говорит профессор Браун.

Теперь целью исследователей является найти способы, позволяющие улучшить образование новых кардиомиоцитов из стволовых клеток и, тем самым, повысить способность сердца к самовосстановлению.

По материалам

Herzeigene Stammzellen tragen zur Regeneration bei

Оригинальная статья:

Shizuka Uchida, Piera De Gaspari, Sawa Kostin, Katharina Jenniches, Ayse Kilic,Yasuhiro Izumiya, Ichiro Shiojima, Karsten grosse Kreymborg, Harald Renz, Kenneth Walsh, and Thomas Braun. Sca1-derived cells are a source of myocardial renewal in the murine adult heart

Источник: NanoNewsNet