Ученые выяснили, как восстановить сердечную ткань без стволовых клеток
Ученые раскрыли клеточный механизм восстановления сердечной ткани у рыбок данио рерио и показали, что для этого им не требуются стволовые клетки, что поможет разработать методики регенерации ткани сердца у людей, сообщается в статье исследователей, опубликованной в четверг в выпуске журнала Nature.
Рыбки данио рерио, уже давно служащие ученым в качестве модельного животного, имеют одну очень яркую особенность – удаление у них фрагмента сердечной мышцы приводит к замедлению их активности, однако с течением времени сердце рыбок полностью восстанавливается и менее чем через месяц рыбки возвращаются к активной жизнедеятельности.
Группа ученых под руководством Хуана Карлоса Исписуа Белмонте (Juan Carlos Izpis?a Belmonte) из Центра регенеративной медицины в Барселоне в своей работе исследовала клеточные механизмы регенерации утраченной сердечной ткани у данио рерио. Для этого ученые вывели трансгенных рыбок, клетки сердечной ткани которых – кардиомиоциты – легко отличимы на фоне других тканей благодаря внедренному в них флуоресцентному белку, светящемуся зеленым светом.
После удаления фрагмента сердечной мышцы ученые ожидали, что вновь формирующаяся на его месте сердечная ткань не будет светиться зеленым, так как будет формироваться из клеток другого типа – стволовых, однако на деле оказалось, что регенерирующий фрагмент сердечной мышцы, как и неповрежденный, активно излучал зеленое свечение.
Это означает, что восстановление сердечной ткани у данио рерио происходило без использования стволовых клеток с участием только взрослых кардиомиоцитов.
“Наши результаты показывают, что природа для регенерации использует и другие пути, кроме возвращения тканей в исходное плюрипотентное состояние”, – сказал Исписуа Белмонте, слова которого приводит пресс-служба Солковского института биологических исследований в США.
Ученые в своей работе показали, что оставшиеся кардиомиоциты данио рерио в ходе регенерации частично вернулись в молодое состояние, активировав производство белков, связанных с размножением клеток, которые вырабатываются клетками-предшественницами.
Исследователи отмечают, что сердце млекопитающих и человека не может пройти через эти стадии регенерации и вместо новой ткани место утраченного фрагмента сердечной мышцы занимает рубцовая ткань, не способная к сокращению. Тем не менее, ученые подчеркивают, что перед тем, как у человека случается паралич сердца, его мышечные клетки переходят в состояние “гибернации” – снижения амплитуды сокращений с целью не допустить саморазрушения тканей. Такая же гибернация наблюдается и у кардиомиоцитов данио рерио, что заставляет ученых предположить, что человеческие клетки сердца также “пытаются” начать регенерацию, однако для этого им необходимо какое-то дополнительное усилие.
“Мы больше не можем рассматривать взрослые клетки организма как статическую форму, которой заканчивается процесс их взросления. Если мы сможем имитировать в клетках сердца млекопитающих тот процесс, который наблюдается у данио рерио, мы поймем, почему до сих пор мы не наблюдаем регенерации сердца у людей”, – подытожил Исписуа Белмонте.
