Кардиомиоциты проявили потенциал восстановления при сердечной недостаточности
![]()
N + 1; Wouter Derks et al. / Circulation, 2024 Исследователи из пяти стран оценили уровень регенерации мышечных клеток сердца у пациентов с тяжелой сердечной недостаточностью и обнаружили, что снижение механической нагрузки вспомогательным желудочковым устройством значительно повышает его, то есть у этих клеток есть латентный регенеративный потенциал. Отчет о работе опубликован в журнале Circulation.![]()
Утрата сердечных мышечных клеток (кардиомиоцитов) из-за инфаркта миокарда или кардиомиопатии может привести к прогрессирующей сердечной недостаточности. Их восстановление с помощью стволовых клеток имеет известные сложности, поэтому запуск эндогенной регенерации представляет большой клинический интерес. Число кардиомиоцитов активно растет во время эмбрионального развития, однако затем остается примерно постоянным на протяжении жизни, поскольку вся энергия клеток уходит на непрерывную интенсивную работу. При этом группа исследователей в 2015 году показала, что в течение жизни кардиомиоциты регенерируют, заменяя погибшие, но очень медленно — за год в норме сменяется примерно 0,5 процента этих клеток, то есть к 80 годам в миокарде обновляются около 40 их процентов. Тогда же другая научная группа проанализировала биоптаты миокарда до и после установки при сердечной недостаточности вспомогательного желудочкового устройства (искусственного левого желудочка, LVAD) — механического насоса, который берет на себя часть функций левого желудочка и помогает перекачивать кровь по большому кругу кровообращения. Оказалось, что после снятия части нагрузки на сердце появляются признаки пролиферации кардиомиоцитов. Исследования в этой области продолжила коллаборация авторов предыдущих исследований из Австрии, Бельгии, Германии, США и Швеции под руководством Хешама Садека (Hesham Sadek) из Аризонского университета, Олафа Бергмана (Olaf Bergmann) из Дрезденского технического университета и Йонаса Фризена (Jonas Frisén) из Каролинского института. Они воспользовались методом датирования по радиоактивному углероду-14, содержание которого в атмосфере резко увеличилось в период интенсивных наземных испытаний ядерного оружия в 1950–1963 годах и с тех пор постепенно снижается. Этот радионуклид попадает во все пищевые цепочки и в организм человека, и, сравнивая его долю в геномной ДНК с атмосферной концентрацией в заданное время, можно установить возраст конкретных клеток.![]()
Метод радоуглеродного датирования по ядерным испытаниямWouter Derks et al. / Circulation, 2024 Авторы работы проанализировали биоптаты миокарда 52 пациентов с тяжелой сердечной недостаточностью, 28 из которых получили LVAD (из них 15, у которых фракция выброса увеличилась более чем на пять процентов, расценили как ответивших на лечение). Проточная и визуализационная цитометрии показали, что при ишемической и неишемической кардиомиопатии возрастает количество двухъядерных кардиомиоцитов и плоидность этих клеток. Радиоуглеродное датирование вывило повышенный уровень синтеза ДНК при сердечной недостаточности: если у здоровых того же возраста (медианный — 51,5 года) ДНК кардиомиоцитов была в среднем на шесть лет моложе календарного возраста, то при этом диагнозе — на 12,4 года, а при использовании LVAD — на 11,1 года. Математическое моделирование скорости регенерации кардиомиоцитов по данным радиоуглеродного датирования показало, что при тяжелой сердечной недостаточности она снижается в 18–50 раз по сравнению со здоровым сердцем, а повышенный уровень синтеза ДНК связан с увеличением плоидности и многоядерности клеток. Уровень регенерации кардиомиоцитов без LVAD составил 0,03 процента в год, у не ответивших на его установку пациентов — 0,02 процента в год, за то у ответивших — 3,1 процента в год, то есть в шесть раз быстрее, чем у здорового человека. В последней группе на обновление мышечных клеток приходилось медианно 29,7 процента синтеза ДНК против 0,23–0,26 в остальных; также у них наблюдались меньшая гипертрофия кардимиоцитов и меньшая насыщенность их митохондриями.![]()
Регенерация кардиомиоцитов у ответивших на установку LVADWouter Derks et al. / Circulation, 2024 Таким образом, механическая разгрузка миокарда может вызывать его обратное ремоделирование путем ускорения регенерации долгоживущих кардиомиоцитов. Эти данные показывают, что даже при тяжелой сердечной недостаточности эти клетки обладают латентным, но выраженным регенеративным потенциалом. Уточнение его молекулярных механизмов может дать информацию для разработки потенциальных терапевтических методов стимуляции этого потенциала, заключают авторы работы. В экспериментах на животных удавалось добиться частичного восстановления функций миокарда после инфаркта удавалось с помощью заплатки с синтетическими клетками, репрограммирования клеток, выключения отдельных генов, введения окситоцина и препарата на основе матричной РНК мутантного сывороточного фактора ответа (SRF), а также других методов.
25 декабря 2024, 19:38
N + 1; Wouter Derks et al. / Circulation, 2024 Исследователи из пяти стран оценили уровень регенерации мышечных клеток сердца у пациентов с тяжелой сердечной недостаточностью и обнаружили, что снижение механической нагрузки вспомогательным желудочковым устройством значительно повышает его, то есть у этих клеток есть латентный регенеративный потенциал. Отчет о работе опубликован в журнале Circulation.
Утрата сердечных мышечных клеток (кардиомиоцитов) из-за инфаркта миокарда или кардиомиопатии может привести к прогрессирующей сердечной недостаточности. Их восстановление с помощью стволовых клеток имеет известные сложности, поэтому запуск эндогенной регенерации представляет большой клинический интерес. Число кардиомиоцитов активно растет во время эмбрионального развития, однако затем остается примерно постоянным на протяжении жизни, поскольку вся энергия клеток уходит на непрерывную интенсивную работу. При этом группа исследователей в 2015 году показала, что в течение жизни кардиомиоциты регенерируют, заменяя погибшие, но очень медленно — за год в норме сменяется примерно 0,5 процента этих клеток, то есть к 80 годам в миокарде обновляются около 40 их процентов. Тогда же другая научная группа проанализировала биоптаты миокарда до и после установки при сердечной недостаточности вспомогательного желудочкового устройства (искусственного левого желудочка, LVAD) — механического насоса, который берет на себя часть функций левого желудочка и помогает перекачивать кровь по большому кругу кровообращения. Оказалось, что после снятия части нагрузки на сердце появляются признаки пролиферации кардиомиоцитов. Исследования в этой области продолжила коллаборация авторов предыдущих исследований из Австрии, Бельгии, Германии, США и Швеции под руководством Хешама Садека (Hesham Sadek) из Аризонского университета, Олафа Бергмана (Olaf Bergmann) из Дрезденского технического университета и Йонаса Фризена (Jonas Frisén) из Каролинского института. Они воспользовались методом датирования по радиоактивному углероду-14, содержание которого в атмосфере резко увеличилось в период интенсивных наземных испытаний ядерного оружия в 1950–1963 годах и с тех пор постепенно снижается. Этот радионуклид попадает во все пищевые цепочки и в организм человека, и, сравнивая его долю в геномной ДНК с атмосферной концентрацией в заданное время, можно установить возраст конкретных клеток.
Метод радоуглеродного датирования по ядерным испытаниямWouter Derks et al. / Circulation, 2024 Авторы работы проанализировали биоптаты миокарда 52 пациентов с тяжелой сердечной недостаточностью, 28 из которых получили LVAD (из них 15, у которых фракция выброса увеличилась более чем на пять процентов, расценили как ответивших на лечение). Проточная и визуализационная цитометрии показали, что при ишемической и неишемической кардиомиопатии возрастает количество двухъядерных кардиомиоцитов и плоидность этих клеток. Радиоуглеродное датирование вывило повышенный уровень синтеза ДНК при сердечной недостаточности: если у здоровых того же возраста (медианный — 51,5 года) ДНК кардиомиоцитов была в среднем на шесть лет моложе календарного возраста, то при этом диагнозе — на 12,4 года, а при использовании LVAD — на 11,1 года. Математическое моделирование скорости регенерации кардиомиоцитов по данным радиоуглеродного датирования показало, что при тяжелой сердечной недостаточности она снижается в 18–50 раз по сравнению со здоровым сердцем, а повышенный уровень синтеза ДНК связан с увеличением плоидности и многоядерности клеток. Уровень регенерации кардиомиоцитов без LVAD составил 0,03 процента в год, у не ответивших на его установку пациентов — 0,02 процента в год, за то у ответивших — 3,1 процента в год, то есть в шесть раз быстрее, чем у здорового человека. В последней группе на обновление мышечных клеток приходилось медианно 29,7 процента синтеза ДНК против 0,23–0,26 в остальных; также у них наблюдались меньшая гипертрофия кардимиоцитов и меньшая насыщенность их митохондриями.
Регенерация кардиомиоцитов у ответивших на установку LVADWouter Derks et al. / Circulation, 2024 Таким образом, механическая разгрузка миокарда может вызывать его обратное ремоделирование путем ускорения регенерации долгоживущих кардиомиоцитов. Эти данные показывают, что даже при тяжелой сердечной недостаточности эти клетки обладают латентным, но выраженным регенеративным потенциалом. Уточнение его молекулярных механизмов может дать информацию для разработки потенциальных терапевтических методов стимуляции этого потенциала, заключают авторы работы. В экспериментах на животных удавалось добиться частичного восстановления функций миокарда после инфаркта удавалось с помощью заплатки с синтетическими клетками, репрограммирования клеток, выключения отдельных генов, введения окситоцина и препарата на основе матричной РНК мутантного сывороточного фактора ответа (SRF), а также других методов.