Факт миокарда: новый подход позволит лечить почки и сердце одновременно
Российские ученые выяснили, что при заболеваниях почек клетки сердца — кардиомиоциты — увеличиваются в размере, кроме того, в миокарде возрастает выработка белка нестина — одного из маркеров сердечных стволовых клеток, отвечающих за восстановление сердечной мышцы после повреждения. Свои данные исследователи получили на мышах. Они помогут при разработке лекарств от болезней почек и сердечной недостаточности. Однако нужны подтверждения эффективности и безопасности нового подхода у человека, отметили опрошенные «Известиями» специалисты.
Как исследование мышей поможет лечить сердце и почки
Исследователи из Московского государственного университета им. M.В. Ломоносова открыли новый подход к лечению заболеваний сердца, вызванных болезнями почек. Это открывает путь к созданию новых лекарств и терапевтических подходов, которые позволят лечить различные патологии в комплексе.
Часть исследовательского коллектива в лаборатории структуры и функции митохондрий
Специалисты изучили, какие изменения происходят в сердце у самцов мышей c ренокардиальным синдромом четвертого типа. Это заболевание, при котором хроническая болезнь почек, часто возникающая при нарушении обмена жиров в организме, сахарном диабете второго типа, повышенном артериальном давлении и других заболеваниях, может приводить к сердечной недостаточности. Хроническая болезнь почек, в свою очередь, может развиваться из-за обструктивной нефропатии — нарушения тока мочи, возникающего при стоянии камней в мочеточнике.
Как рассказали «Известиям» ученые, в ответ на такое повреждение в сердечной мышце (миокарде) может запускаться два процесса: хроническое воспаление и фиброз (замещение миокарда соединительной тканью) или восстановление с участием стволовых клеток, одним из маркеров которых рассматривают белок нестин.
Ученые провели эксперименты на трансгенных мышах, которых разделили на три группы: контрольные, с 14- и 28-суточной перевязкой мочеточника. Перевязку мочеточника сделали, чтобы смоделировать нарушение тока мочи при обструктивной нефропатии.
У всех особей по окончании срока перевязки мочеточника исследователи определяли показатели электрокардиограммы (ЭКГ), измеряли артериальное давление, экспрессию маркеров фиброза и воспаления, а также анализировали внешний вид и состояние нестин-положительных (продуцирующих этот белок) клеток с помощью конфокальной микроскопии и других методов.
Снимки клеток левого желудочка с разными сроками перевязки мочеточников
Эксперимент показал, что при исследуемой патологии у животных не возникает воспаления и фиброза в сердечной мышце. Это, вероятно, связано с увеличением количества нестин-положительных клеток, имеющих фенотип (внешние признаки), характерный для сердечных стволовых клеток.
— В дальнейшем мы планируем продолжить исследование фенотипа нестин-положительных клеток в разных типах органов и тканей. Мы бы хотели отработать методику выделения данного типа клеток, чтобы в будущем использовать их для терапии острых ишемических повреждений в различных экспериментальных моделях, — рассказала «Известиям» руководитель проекта, научный сотрудник лаборатории структуры и функции митохондрий Научно-исследовательского института физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского МГУ им. М.В. Ломоносова Полина Абрамичева.
Новые лекарства на основе исследования
Также у мышей с перевязанным мочеточником наблюдалось увеличение параметра, который отображает период сокращения желудочков сердца. Такое изменение может свидетельствовать о гипертрофии сердечной мышцы, то есть увеличении размера клеток миокарда, и согласуется с результатами микроскопического исследования миокарда у этих животных.
В работе показано, что при заболеваниях почек возрастает количество нестина в результате повреждения сердечной мышцы и тем самым способствует восстановлению структуры миокарда, рассказала «Известиям» кардиолог, терапевт сети клиник «Семейная» Гуля Шарипова.
— Новое исследование позволит лечить одновременно не только почки и сердце, но также в дальнейшем онкологические заболевания, — подчеркнула она.
Предполагаемые механизмы развития сердечной гипертрофии и потенциального вклада нестин-продуцирующих клеток в изменение миокарда
Авторы показали, что при почечной проблеме (ренокардиальном синдроме) сердечная мышца у мышей утолщается, но не зарастает рубцом. Вместо этого активируется пул «ремонтников» сердца — нестин-положительных прогениторных клеток, пояснил «Известиям» руководитель центра превосходства «Персонифицированная медицина» Казанского (Приволжского) федерального университета Альберт Ризванов. Это клетки, которые «моложе» зрелых клеток тканей, но уже более специализированы, чем стволовые. Они способны делиться и давать потомство в нужном направлении.
— Похоже, что именно эти прогениторные клетки «включают» собственные регенеративные механизмы миокарда. Результаты исследования могут лечь в основу новых терапевтических подходов. Например, фармакологических препаратов или рекомбинантных белков, которые «будят» такие клетки прямо в сердце и повышают его способность к восстановлению. Или, например, биомедицинских клеточных продуктов на основе нестин-положительных прогениторов, вводимых в миокард, — рассказал ученый.
Однако, по словам Альберта Ризванова, важно помнить об ограничениях. Нестин — маркер не только «ремонтников» сердца. Он экспрессируется во многих типах клеток организма. Это значит, что препараты, нацеленные просто на его активацию, могут оказаться неспецифичными и давать побочные эффекты вне сердца. Поэтому в реальной терапии потребуются точечные системы доставки и кратковременная активация, чтобы воздействовать на миокард, а не на весь организм разом. Наконец, данные пока получены на мышах. Прежде чем говорить о лекарствах для людей, нужны подтверждение у человека, проверка безопасности и валидация самого нестина как клинического биомаркера, резюмировал эксперт.
В исследовании также участвовали сотрудники Национального медицинского исследовательского центра акушерства, гинекологии и перинатологии им. В.И. Кулакова, Института медико-биологических проблем РАН, Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущинского филиала Российского биотехнологического университета.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в International Journal of Molecular Sciences.
