Новости и мнения

MicroRNAs восстанавливает сердечные клетки

Исследователи идентифицируют микроРНК, которые сохраняют сердечные клетки здоровыми после сердечного приступа, потенциально прокладывая путь к будущей терапии регенерации сердца.

Сердечные клетки теряют большую часть своей способности к пролиферации и регенерации вскоре после рождения, из-за чего сердцам становится труднее восстанавливаться после повреждения в дальнейшей жизни. Но исследователи идентифицировали четыре микроРНК человека, которые могут стимулировать пролиферацию сердечных клеток взрослых грызунов в культуре и помогают защитить от повреждений во время сердечного приступа in vivo, согласно исследованию, опубликованному сегодня (5 декабря) в Nature . Если микроРНК работают аналогичным образом в клетках сердца человека, они могут иметь потенциал в качестве регенеративной терапии после повреждения сердца.

«Это другой подход к восстановлению поврежденной сердечной ткани», – сказал Скот Маткович, молекулярный биолог из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, который не принимал участия в исследовании. В отличие от подходов на основе стволовых клеток, которые направлены на интеграцию новых клеток в сердце, микроРНК (миРНК) потенциально могут быть способом «пробуждения существующих кардиомиоцитов, непосредственно примыкающих к области травмы [сердца], все еще в их естественной среде». поэтому они могут размножаться немного дальше и заполнять пробелы », – пояснил Маткович.

Вскоре после рождения сердечные клетки млекопитающих теряют большую часть своей способности размножаться, что затрудняет восстановление поврежденной ткани сердца, например, после сердечного приступа. В настоящее время рассматривается один подход – использование стволовых клеток, дифференцированных в кардиомиоциты в лаборатории, а затем трансплантированных в поврежденные сердца.

Но до сих пор этот подход блокировался трудностями интеграции новых ячеек в существующую систему. «Имплантированные кардиомиоциты, полученные из стволовых клеток, пытаются установить свой собственный ритм биения – у них проблемы с синхронизацией с остальной частью сердца», – отметил Маткович. По словам Матковича, микроРНК, воздействуя на клетки, уже находящиеся в существующем сердце, обходят это препятствие.

Но, возможно, есть уроки, которые можно извлечь из животных, таких как саламандры и некоторые рыбы, чьи сердца поддерживают способность к возрождению во взрослую жизнь. Регенерация клеток сердца рыб «не зависит от стволовых клеток или других сложных процессов», – сказал руководитель исследования Мауро Джакка , молекулярный биолог в Международном центре генной инженерии и биотехнологии в Италии. Вместо этого он объяснил, что после повреждения сердца сердечные клетки рыб «слегка дифференцируются и возобновляют пролиферацию до полного восстановления всего органа».

Это подсказало Джакке и первому автору Ане Эулалио, что miRNAs, которые могут регулировать генные сети, могут участвовать в фиксации поврежденной ткани. Действительно, в предыдущей работе уже было установлено, что микроРНК играют важную роль в регуляции размера сердечных клеток и ингибировании пролиферации кардиомиоцитов.

Чтобы проверить эту идею, команда Джакки проверила библиотеку человеческих микроРНК. Они трансфицировали неонатальные кардиомиоциты крысы in vitro с различными микроРНК и измеряли пролиферацию и деление клеток. Ученые идентифицировали 200 микроРНК, которые стимулировали пролиферацию клеток, и еще больше сузили область до четырех микроРНК, которые также могут вызывать пролиферацию в кардиомиоцитах взрослых крыс, повышая вероятность того, что они будут работать и у людей.

Затем Джакка и его коллеги дополнительно проверили две микроРНК, введя их в сердца новорожденных мышей и крыс. Флуоресцентная микроскопия показала, что неонатальные кардиомиоциты крысы пролиферировали в ответ на инъекцию miRNA, и через 12 дней после инъекции мышиные неонатальные сердца были увеличены, но без признаков увеличения клеток, что указывает на увеличение количества клеток в органе.

Важно отметить, что сердца взрослых крыс, которым вводили miRNAs сразу после индуцированного сердечного приступа, показали меньшее повреждение и сохраненную функцию по сравнению с сердцами крыс, которые не получали терапию. Если микроРНК способствуют пролиферации в сердцах людей, Джакка ожидает, что они могут иметь терапевтическое применение не только для сердечных приступов, но и в любой ситуации, когда сердечная ткань нуждается в восстановлении, например, во время шунтирования.

Но к терапии миРНК нужно подходить с осторожностью, сказал Маткович. До сих пор miRNAs могут помочь предотвратить повреждение, связанное с сердечным приступом, если оно дается сразу после сердечного приступа, что не особенно важно для большинства людей, перенесших сердечный приступ, отметил он. Еще неизвестно, поможет ли администрация позже исправить ущерб.

По словам Да-Чжи Вана , молекулярного биолога из Гарвардской медицинской школы, особое внимание также следует уделять долгосрочным последствиям экспрессии miRNA. Хотя Ван считает, что стимулируемая miRNA регенерация клеток сердца «безусловно многообещающая и правильное направление», необходимы дополнительные исследования, изучающие более длительные курсы и влияние инъекции miRNA на другие ткани.

Действительно, Джакка и его коллеги уже работают над исследованиями безопасности и эффективности у более крупных животных. Они также имеют многообещающие данные о клетках человека и начинают решать проблему доставки микроРНК в терапевтических условиях. «Это очень захватывающе, – сказала Джакка. «Может быть возможно стимулировать восстановление сердца без сложных процедур».

A. Eulalio et al., «Функциональный скрининг выявляет микроРНК, индуцирующие регенерацию сердца», Nature , doi: 10.1038 / nature11739, 2012.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *