Американские ученые нашли способ восстановить поврежденную сердечную ткань, не используя стволовые клетки: использование фактора роста, названного neuregulin1 (NRG1 длякороткий), они уговорили клетки сердечной мышцы, чтобы повторно войти в клеточный цикл, таким образом уже поощряя дифференцируемые взрослые клетки делить и делать новым и здоровымсердечная ткань в сердцах мышей и крыс, перенесших сердечные приступы. Они надеются, что этот метод может однажды использоваться в качестве альтернативы или aдополнение к терапии стволовой клетки как способ лечить сердечные недостаточности у людей.
Исследование было работой доктора Бернхарда Куна и коллег и появляется в проблеме 23 июля Клетки. Кун и коллеги отОтделение Кардиологии в Детской больнице и Отделение Педиатрии в Медицинской школе Гарварда, обоих в Бостоне,Массачусетс.
Много органов как сердце полагаются на стволовые клетки (клетки, еще не дифференцирующиеся в полностью сформированные взрослые клетки, выделенные определенным функциям), иклетки – предшественники (начинающий дифференцироваться и предназначенный, а не специализированный определенным функциям), чтобы сделать новую ткань.Но то, что не ясно, и остается спорным вопросом, могут ли полностью дифференцируемые клетки восстановить и заменить ткань.Мы знаем, что клетки сердечной мышцы, также известные как кардиомиоциты, распространяются, когда ребенок находится все еще в матке. Но вскоре после рождения, кардиомиоцитовстаньте binucleated, подразумевая, что они имеют два ядра и не принимают участие в клеточном цикле больше, принуждая нас предположить, что они вышли за пределыточка невозврата и не может быть вызвана больше распространяться.
Но Кун сказал прессе, что недавнее исследование обнаружило, что взрослые клетки сердечной мышцы переворачивают под низкий уровень приблизительно половины клеток в сердцезамена себя в ходе целой жизни.Это исследование является новыми доказательствами этой способности оборота, и исследователи даже захватили видеозаписи клеток, делающих его с фактором ростаneuregulin1 (NRG1) ускорение процесса.
В исследовании Кун и коллеги обнаружили основной молекулярный механизм, включающий NRG1 и его рецептор киназы тирозина, ErbB4, этопозволенный их, чтобы побудить дифференцируемые кардиомиоциты распространяться и восстанавливать.Они уже знали, что NRG1 побудил монообразованный ядро, но не binucleated, кардиомиоциты делиться, и что, выключив ген для ErbB4остановленная пролиферация кардиомиоцита, тогда как увеличение выражения ErbB4 поощрило его.У них была идея что, возможно, был путь сигнала межклетки, который они могли активировать, чтобы поощрить кардиомиоциты вдоль линии раны в поврежденномткань, чтобы повторно войти в клеточный цикл.Сначала они проверили способность различных молекул вызвать клеточное деление в культивируемых кардиомиоцитах.
NRG1 имел самый сильный эффект, вызываяподразделение тех кардиомиоцитов с одним ядром вместо два.Путем управления выражением рецептора NRG1 ErbB4, они нашли, что могли увеличить или уменьшить пролиферацию кардиомиоцита в проживанииживотные.
Они также нашли впрыскивание, которое NRG1 у взрослых мышей начал активность клеточного цикла кардиомиоцита и регенерацию сердечной мышцы, проводя otулучшенная функция сердечной мышцы у тех животных, перенесших сердечный приступ (инфаркт миокарда).Наконец, Кун и коллеги умели доказывать, что регенерация не прибыла из недифференцированных клеток – предшественников.Таким образом они пришли к заключению что:«При увеличении активности NRG1/ErbB4 сигнальный путь может предоставить молекулярную стратегию вызвать миокардиальную регенерацию».Кун и коллеги написали, что они не были уверены, был ли NRG1 ответственен за естественный процесс репарации, но это исследование показывает, что может улучшить его.
Они такжепрокомментированный, что несмотря на то, что NRG1 и его рецептор должны быть найдены во взрослом сердце, это не ясно, если существует достаточно из них в правеместа.Они отметили что:«Коллективно, мы идентифицировали главные элементы нового подхода, чтобы вызвать миокардиальную регенерацию».
«Много усилий и важных успехов были сделаны к цели основанных стратегий развивающейся стволовой клетки восстановить поврежденные ткани всердце, а также в других органах. Работа, представленная здесь, предполагает, что стимулирование дифференцируемых кардиомиоцитов, чтобы распространиться может быть жизнеспособнымальтернатива, которая могла быть развита в простую стратегию вызвать миокардиальную регенерацию у млекопитающих», добавили они.Кун сказал прессу:«К моему знанию это – первая регенеративная терапия, которая может быть применимой системным способом».Он предусматривает будущее, где люди с сердечным повреждением ткани могли бы быть в состоянии просто посетить клинику и иметь ежедневные вливания NRG1 в течениенедели.
«В принципе нет ничего, чтобы устранить этот вход в клинику», сказал Кун.«На основе всей информации мы имеем, это – многообещающий кандидат», он добавил, но предостерег, что дальнейшие исследования все еще будут необходимы, чтобы сделатьуверенный метод был безопасен прежде, чем проверить на людях.
Команды планируют проверить при управлении NRG1/ErbB4 сигнальные работы пути у свиней: ткань человеческого сердца больше походит на ту из свиней, чем та из мышей и крыс. Тогда они начнут анализы у людей.Конечная цель должна обеспечить полезную альтернативу или дополнение к терапии, основывающейся на регенеративных стволовых клетках, сказал Кун.«Сигнализация Neuregulin1/ErbB4 Вызывает Пролиферацию Кардиомиоцита и Репарацию Повреждения сердца».
Кевин Берселл, араб Сима, Бернхард Харинг, Бернхард Кун.Клетка, Vol 138, Проблема 2, стр 257 – 270, 23 июля 2009.doi:10.1016/j.cell.2009.04.060
Источники: Cell Press, детская больница Бостон.