11 Декабря 2006

Ученые открыли, что сердечные заболевания взрослых можно лечить с помощью белка эмбриона

Белок, ответственный за формирование сердца у зародышей, поможет в борьбе с сердечными заболеваниями взрослых
Романтики веками спорили о том, как исцелить разбитое сердце. Ответ на этот непростой вопрос получен в лондонском UCL Institute of Child Health. Секрет в том, чтобы восстановить у взрослого человека часть молекулярного механизма, который функционировал в то время, когда внутри зародыша формировалось сердце и новые клетки превращались в мышцы, нервы и кровеносные сосуды.

Химические процессы в сердце эмбриона отличаются от тех, что происходят в сердце взрослого человека. С помощью целого спектра молекулярных сигналов формируются камеры сердца. Гены включаются и выключаются. Например, ген Hand1 отвечает за образование сердечной петли, когда сердце в трехнедельном зародыше изгибается вправо. Это позволяет избежать неправильного соединения артерий и развития врожденного порока сердца.

Доктор Пол Райли изучал процесс формирования сердца на мышах, которые на генетическом уровне напоминают человеческие зародыши - только мозг и обоняние у них другие, да еще хвост присутствует. Райли подробно описал роль главного дирижера, который руководит процессом формирования сердца, - белка под названием тимозин-бета-4. Для исследования, результаты которого были опубликованы в журнале Nature, ученые использовали мышей, испытывавших недостаток этого белка. Оказалось, что сердце у таких мышей развивается неправильно и кровеносная система недоразвита. Более детальные исследования показали, что без тимозина-бета-4 клетки не продвигаются вглубь сердца и не образуют кровеносных сосудов, необходимых для нормального функционирования сердечной мышцы.

Работа ученых под руководством доктора Райли из UCL Institute of Child Health показывает, насколько мало мы знаем о том, как клетки приобретают четко выраженную индивидуальность в органах человеческого тела, будь то сердце, мозг или печень. Эмбриональные стволовые клетки могут превращаться в клетки около 200 типов. Этим они отличаются от более зрелых, «взрослых» стволовых клеток, которые можно вырастить в лаборатории, но сценариев развития у них будет куда меньше.

В исследовании говорится и о клетках-предшественниках, которые в лабораторных условиях не размножаются, если не получают, - например, с помощью тимозина-бета-4, - сигналов, под воздействием которых они могут превращаться в клетки других типов, в данном случае в кровеносные сосуды. Тимозин-бета-4 может также помочь в разгадке механизма лечения с помощью стволовых клеток.

Эксперименты на животных показывают, что стволовые клетки - клетки костного мозга, которые способны превратиться в клетки многих других типов, - можно ввести в сердце после сердечного приступа с целью его укрепления. Но неизвестно, способствуют ли они образованию клеток самого сердца или клеток кровеносной системы. Теперь в ходе проведения экспериментов со стволовыми клетками в Лондоне ученые выяснят, действительно ли эти клетки насыщают поврежденную область белком под названием тимозин-бета-4 и тем самым заставляют клетки-предшественники выполнять «ремонтные» работы.

Ранее считалось, что клетки взрослого сердца находятся в состоянии покоя и что клетки-предшественники, которые помогают сердечной ткани восстанавливаться, появляются из других органов, например, из костного мозга. Работа доктора Райли, которую финансировали Британский кардиологический фонд (British Heart Foundation) и Совет по медицинским исследованиям (Medical Research Council), показывает, что эти благотворные целительные клетки находятся в самом сердце. Это еще одно подтверждение того, что нам еще далеко до понимания, как оплодотворенная яйцеклетка превращается в сложный организм, состоящий из триллионов клеток.

Этот научный труд может спасти жизнь многим больным. Когда клетки-предшественники, взятые с внешней оболочки сердца, подвергались воздействию тимозина-бета-4, они образовывали здоровую ткань сердечной мышцы подобно тому, как делают это эмбриональные стволовые клетки.

Исследования показывают, как белок восстанавливает кровеносную систему, которая снабжает больное сердце питательными веществами. «Регенерация кровеносных сосудов возможна и в сердце взрослого человека, - говорит доктор Райли. - Если мы научимся управлять клетками-предшественниками с помощью тимозина-бета-4, мы сможем проводить терапию с использованием собственных клеток пациента. Такой подход позволит избежать риска отторжения - главной проблемы, которая возникает при пересадке клеток. Дополнительное преимущество в том, что клетки уже находятся там, где надо, - в сердце. Все, что им нужно, - получить соответствующие указания, чтобы образовать новые кровеносные сосуды, которые помогут восстановить сердечную мышцу после приступа».

Профессор Джереми Пирсон, медицинский директор Британского кардиологического фонда, назвал эту работу "важной и увлекательной". "Ученые под руководством Райли сделали большой шаг к практической терапии, которая позволит сердцу восстанавливаться самостоятельно. К этой цели стремятся все исследователи».

«Выяснение механизма работы этого белка открывает огромные возможности по борьбе с сердечными заболеваниями, которые в Великобритании уносят более 105 тысяч жизней ежегодно», - сказал профессор Колин Блейкмор, глава Совета по медицинским исследованиям.

По словам доктора Райли, в ближайшие 10 лет около 300 тысяч больных, ежегодно страдающих от сердечных приступов, смогут оценить важность этого открытия. Существующие способы лечения сердечных заболеваний ограничены возможностями восстановления тканей взрослого организма - есть косвенные доказательства, что организм реагирует повышением выработки тимозина-бета-4, но не производит его в достаточном количестве. Полностью активировав этот белок, который дает команду клеткам-предшественникам формировать новые клетки сосудов, можно восстановить приток крови к мышце, которая страдает от недостатка кислорода.

Хотя от опытов на мышах до лечения людей еще далеко, доктор Райли полагает, что его открытие сможет вылечить больное сердце.

Источник:    gzt.ru