Использование малых молекул для регенерации сердечной ткани
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, показывает, что доставка мышам двух небольших молекул помогает их сердцу восстановиться после сердечного приступа.
Болезни сердца являются основной причиной смерти в Соединенных Штатах и ответственны за почти каждую четвертую смерть в стране.
Неблагоприятное сердечно-сосудистое событие, такое как сердечный приступ, обычно повреждает клетки, составляющие сердечную мышцу.
Эти клетки называются кардиомиоцитами, и их потеря подвергает людей риску сердечной недостаточности - состояния, при котором сердце не может эффективно перекачивать кровь к остальному телу.
Научный консенсус состоит в том, что взрослые сердца больше не могут создавать новые кардиомиоциты. Из-за этой неспособности сердце не может восстановиться после сердечного приступа, когда теряется огромное количество кардиомиоцитов.
Однако новое исследование возрождает надежду на защиту поврежденной ткани сердца с помощью небольших молекул, называемых микроРНК.
Почему микроРНК важны для сердца
МикроРНК контролируют функцию генов, и их можно найти в изобилии, когда сердце развивается.
Предыдущие исследования выявили кластер микроРНК под названием miR-17-92, который контролирует пролиферацию кардиомиоцитов. Да-Чжи Ван, доктор философии, исследователь-кардиолог в Бостонской детской больнице и профессор педиатрии Гарвардской медицинской школы в Бостоне, Массачусетс, возглавлял это предыдущее исследование.
Теперь профессор Ван и его коллеги увеличили масштабирование двух членов этого семейства микроРНК: miR-19a и miR-19b.
В новом исследовании профессор Ван и его коллеги показывают, как эти две молекулы микроРНК могут управлять регенерацией сердца после инфаркта миокарда.
Полученные данные могут помочь предотвратить сердечную недостаточность после сердечного приступа, который, по мнению исследователей, является «основной причиной смертности и заболеваемости среди людей».
Краткосрочное и долгосрочное действие микроРНК
Профессор Ван и его команда использовали мышиную модель сердечного приступа и доставили микроРНК двумя разными способами.
Во-первых, они вводили молекулы, покрытые липидом, непосредственно мышам. Во-вторых, исследователи поместили микроРНК в аденоассоциированный вирус, то есть вектор генной терапии, нацеленный на сердце.
При использовании обоих методов доставки результаты были многообещающими как в долгосрочной, так и в краткосрочной перспективе.
А именно, в первые 10 дней после сердечного приступа микроРНК снижали гибель клеток и останавливали воспалительную реакцию, которая обычно повреждает сердечную мышцу во время сердечного приступа.
Исследователи также провели анализ транскриптома всего генома, который показал, как miR-19a / 19b подавляет гены, контролирующие воспалительную реакцию и острую гибель клеток.
Со временем в сердцах мышей, получивших эти молекулы, появилось больше здоровой ткани, меньше поврежденной ткани, улучшилась сократимость сердечной мышцы и уменьшилась дилатационная кардиомиопатия - состояние, при котором сердечная мышца истончается, что, в конечном итоге, ослабляет сердце.
«Первоначальная цель - спасти и защитить сердце от долговременных повреждений», - объясняет профессор Ван. «На втором этапе мы считаем, что микроРНК помогают в пролиферации кардиомиоцитов».
Преимущества терапии микроРНК
Исследователи продолжают объяснять преимущества терапии микроРНК. По их словам, в отличие от генной терапии, молекулы микроРНК не остаются в сердце после того, как выполнили свое предназначение.
«Они вводятся очень быстро и действуют недолго, но они имеют длительный эффект при восстановлении поврежденных сердец», - объясняет один из авторов исследования, Цзинхай Чен, доктор философии.
«Мы сделали мышам только один укол, когда сердце нуждалось в наибольшей помощи, а затем […] мы продолжали проверять уровень экспрессии miRNA19a / b после инъекции», - добавляет Чен. «Через неделю экспрессия снизилась до нормального уровня, но защита длилась более года».
«МикроРНК обещают стать мощным инструментом в борьбе с сердечно-сосудистыми заболеваниями», - пишут исследователи, которые в следующий раз планируют испытать лечение на более крупном млекопитающем, прежде чем перейти к исследованиям на людях. Профессор Ван и его коллеги заключают:
«[M] iR-19a / 19b-опосредованная ранняя защита сердца может открыть окно для разработки эффективной терапии сердечного приступа и принести большую пользу пациентам с сердечной недостаточностью».
