Российские исследователи установили, что при заболеваниях почек сердечные клетки — кардиомиоциты — увеличиваются в размере, а также в миокарде увеличивается выработка белка нестина — одного из маркеров сердечных стволовых клеток, отвечающих за восстановление сердечной мышцы после повреждений.
Источник: Freepik
Исследователи получили свои результаты на мышах. Эти данные могут быть полезны для разработки новых препаратов от заболеваний почек и сердечной недостаточности. Однако необходимы подтверждения эффективности и безопасности нового метода на человеке, отметили специалисты.
Как исследование на мышах поможет лечить сердце и почки
Ученые из Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова открыли новый метод лечения сердечных заболеваний, возникающих на фоне почечных недугов. Это создает возможности для создания новых медикаментов и терапевтических методик, позволяющих решать различные патологические состояния комплексно.
Специалисты исследовали изменения, происходящие в сердце у самцов мышей с ренокардиальным синдромом четвертого типа. Это заболевание, при котором хроническая болезнь почек, часто возникающая вследствие нарушений обмена жиров, сахарного диабета второго типа, гипертонии и других болезней, может привести к сердечной недостаточности. Хроническая болезнь почек может развиваться, в свою очередь, из-за обструктивной нефропатии — нарушения оттока мочи, возникающего при наличии камней в мочеточнике.
Как сообщили ученые, в ответ на такое повреждение в сердечной мышце (миокарде) может активироваться два процесса: хроническое воспаление и фиброз (замещение миокарда соединительной тканью) или восстановление с участием стволовых клеток, одним из маркеров которых является белок нестин.
Ученые провели эксперименты на трансгенных мышах, разделив их на три группы: контрольные, с 14- и 28-суточной перевязкой мочеточника. Перевязку мочеточника осуществили, чтобы смоделировать нарушение оттока мочи при обструктивной нефропатии.
По окончании периода перевязки мочеточника у всех особей исследователи оценили показатели электрокардиограммы (ЭКГ), измерили артериальное давление, экспрессию маркеров фиброза и воспаления, а также проанализировали внешний вид и состояние нестин-положительных (продуцирующих этот белок) клеток с использованием конфокальной микроскопии и других методов.
Эксперимент показал, что при изучаемой патологии у животных не возникает воспалительных процессов и фиброза в сердечной мышце. Это, вероятно, связано с увеличением количества нестин-положительных клеток, обладающих фенотипом, характерным для сердечных стволовых клеток.
— В дальнейшем мы планируем продолжить исследование фенотипа нестин-положительных клеток в различных типах органов и тканей. Мы хотели бы отработать методику выделения данного типа клеток, чтобы в будущем использовать их для терапии острых ишемических повреждений в различных экспериментальных моделях,— рассказала 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, отражающего период сокращения желудочков сердца. Это изменение может указывать на гипертрофию сердечной мышцы, то есть увеличение размеров клеток миокарда, и согласуется с результатами микроскопического исследования миокарда у этих животных.
В работе показано, что при заболеваниях почек увеличивается количество нестина в результате повреждения сердечной мышцы, что, в свою очередь, способствует восстановлению структуры миокарда, рассказала кардиолог, терапевт сети клиник «Семейная» Гуля Шарипова.
— Новое исследование позволит одновременно лечить не только почки и сердце, но также и в дальнейшем онкологические заболевания,— подчеркнула она.
Авторы исследования показали, что при почечных проблемах (ренокардиальном синдроме) сердечная мышца у мышей утолщается, но не образует рубцов. Вместо этого активируется запас «ремонтников» сердца — нестин-положительных прогениторных клеток, пояснил руководитель центра превосходства «Персонифицированная медицина» Казанского (Приволжского) федерального университета Альберт Ризванов. Эти клетки более специализированы, чем стволовые, и способны делиться и давать потомство в нужном направлении.
— Похоже, что именно эти прогениторные клетки «включают» собственные регенеративные механизмы миокарда. Результаты исследования могут стать основой для новых терапевтических подходов, таких как фармакологические препараты или рекомбинантные белки, которые «будят» такие клетки прямо в сердце и повышают его способность к восстановлению. Либо, например, биомедицинские клеточные продукты на основе нестин-положительных прогениторов, вводимые в миокард,— отметил ученый.
Однако, по словам Альберта Ризванова, необходимо учитывать ограничения. Нестин — это маркер не только «ремонтников» сердца. Он экспрессируется во многих типах клеток организма. Это означает, что препараты, направленные просто на его активацию, могут оказаться неспецифичными и вызывать побочные эффекты вне сердца. Поэтому в реальной терапии потребуются точечные системы доставки и кратковременная активация, чтобы воздействовать на миокард, а не на весь организм сразу. Наконец, данные пока получены на мышах. Прежде чем говорить о лекарствах для людей, необходимо подтверждение у человека, проверка безопасности и валидация нестина как клинического биомаркера, резюмировал эксперт.
В исследовании также принимали участие 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.
Фото: hi-tech.mail.ru