Фермент теломераза восстанавливает повреждения клеток, вызванные старением, и успешно используется в терапии для продления жизни мышей. Теперь было замечено, что его также можно использовать для лечения болезней, связанных с процессом старения. Исследователи из Испанского национального центра исследования рака (CNIO) впервые вылечили инфаркт миокарда теломеразой, разработав очень инновационную стратегию: генную терапию, которая реактивирует ген теломеразы только в сердце взрослых мышей, тем самым увеличивая выживаемость у них. животных на 17% после сердечного приступа.
Кристиан Бер и Бруно Бернардес де Хесус, исследователи из группы Марии Бласко в CNIO, работали вместе с несколькими подразделениями биотехнологической программы CNIO и командами Фатимы Бош (Автономный университет Барселоны) и Кая Воллерта (Ганноверский медицинский факультет, Германия). "Наша работа предполагает, что активация теломеразы может быть терапевтической стратегией для предотвращения сердечной недостаточности после инфаркта миокарда," говорят авторы исследования, опубликованного сегодня в Nature Communications.
"Мы обнаружили, что после инфаркта миокарда сердца, экспрессирующие теломеразу, демонстрируют меньшую дилатацию сердца, лучшую функцию желудочков и меньшие шрамы от сердечного приступа; эти сердечные события связаны с увеличением выживаемости на 17% по сравнению с контрольными животными," они говорят.
Более того, все указывает на то, что кардиомиоциты – клетки, ответственные за сердцебиение – регенерируются в этих сердцах с помощью теломеразы, что давно искали цель терапии после сердечного приступа. Регенерация сердечной мышцы будет препятствовать образованию рубцов в результате сердечного приступа, жесткой ткани, которая препятствует сердечной функции и увеличивает вероятность сердечной недостаточности.
"Одна из целей кардиологии при лечении инфаркта миокарда и профилактике сердечной недостаточности – эффективная регенерация сердца, но до сих пор в этом смысле не было значительных достижений," объясните авторов.
Они напоминают нам, что сердечная недостаточность является наиболее частой причиной смерти и болезней в мире, и что одним из основных факторов риска – сердечно-сосудистых заболеваний в целом – является старение: этот процесс не только вызывает изменения в сердце, которые делают его более вероятным. потерпеть неудачу, но это также снижает его способность к самовосстановлению.
Генная терапия у взрослых
Опубликованное сегодня исследование является частью другого исследования, в котором та же группа CNIO в 2012 году разработала генетический метод для повторного введения гена теломеразы во взрослый организм. Затем было показано, что благодаря обновленной способности синтезировать теломеразу мыши жили на 40% дольше. Теперь авторы исследуют гипотезу о том, что, если теломераза замедляет старение, она также может бороться с заболеваниями, связанными со старением, такими как сердечные приступы.
Теломераза способна сбрасывать биологические часы клетки, восстанавливая теломеры, белковые оболочки, которые защищают концы хромосом. Теломеры постепенно укорачиваются каждый раз при делении клетки, пока не достигнут критической длины, после чего они не могут выполнять свою защитную функцию. Затем клетка перестает делиться и стареет. На уровне всего тела укорочение теломер приводит к заболеваниям, связанным со старением, включая сердечную дисфункцию как у мышей, так и у людей.
Теломераза предотвращает это укорачивание теломер, но в подавляющем большинстве клеток тела это происходит только до рождения; взрослые клетки, за исключением исключения, не содержат теломеразу.
Авторы исследования инокулировали взрослых мышей модифицированным вирусом, который содержал ген теломеразы между вирусными генами, чтобы взрослые клетки могли снова экспрессировать теломеразу. В их основополагающей работе в 2012 году повторно введенный ген теломеразы идеально экспрессировался по всему телу. Но на этот раз исследователи заразили только сердце, и, убедившись, что животные экспрессируют теломеразу в этом органе, спровоцировали сердечный приступ.
"Эти результаты показывают, что активация теломеразы во взрослом сердце полезна для выживания у модельных мышей, перенесших острый инфаркт миокарда, эффект, который совпадает с сердечными миокардиальными клетками, имеющими более длинные теломеры, и активацией нескольких путей, связанных с сердечной защитой и регенерацией," заключают авторы. Это исследование предоставляет "доказательство концепции разработки инновационных стратегий, основанных на активации теломеразы, для лечения хронической и острой сердечной недостаточности," и открывает новые возможности для лечения других возрастных заболеваний.
Авторы исследования – с помощью кардиолога Франсиско Фернандеса-Авилеса, главы кардиологического отделения больницы общего профиля Грегорио Мараньона – надеются вскоре испытать эту генную терапию на свиньях в качестве предварительного шага к испытаниям на людях. Фернандес-Авилес сказал: "это исследование впечатляет своей изобретательностью и методологией и полностью разрушает с клинической точки зрения, учитывая, что оно открывает двери, которые мы никогда раньше не исследовали для лечения сердечных заболеваний. Это важно по двум причинам: это демонстрирует, что естественные механизмы сохранения генетической информации участвуют в защите и регенерации миокарда; и это учит нас, что эти механизмы можно активировать, используя терапевтические подходы, применимые к пациентам."