Добраться до самого сердца

Помогая изменить представление ученых о том, как формируется сердце, исследователи Детской больницы Бостона определили тип стволовых клеток, которые дают начало как минимум двум различным типам клеток, из которых состоят ткани сердца. Результаты, которые будут опубликованы в декабре. 15 Cell, приближают исследователей к способности регенерировать ткани для восстановления врожденных пороков сердца у детей и повреждений, вызванных сердечными приступами у взрослых.

Работая параллельно, отдельная группа в Массачусетской больнице общего профиля обнаружила родственную клетку-предшественницу, которая дает начало правым камерам сердца, формируя клетки миокарда, клетки гладкой мускулатуры и эндотелиальные клетки.

Поскольку считалось, что эти разные типы клеток имели разных предков, исследования предлагают новое понимание развития сердца млекопитающих – самого раннего органа, который развивается, и наиболее подверженного врожденным дефектам. Они также приближают исследователей к возможности регенерировать ткани для восстановления врожденных пороков сердца у детей и повреждений, вызванных сердечными приступами у взрослых.

Обе лаборатории сейчас пытаются определить взаимосвязь между двумя типами обнаруженных клеток-предшественников. Обе статьи появятся в номере журнала Cell от 15 декабря, который был опубликован в Интернете 22 ноября.

Детская группа, возглавляемая старшим следователем Стюартом Х. Оркин, доктор медицины, исследователь Медицинского института Говарда Хьюза, и Шон Ву, доктор медицинских наук, первый автор исследования, впервые работали с эмбриональными стволовыми клетками мыши в культуре. Они позволили клеткам дифференцироваться в чашке Петри, затем выделили относительно редкий подтип клеток (всего 1 процент клеток в чашке), которые были готовы начать развитие по сердечному пути. На присутствие этих сердечных предшественников указывает зеленый флуоресцентный белок, который загорается, когда ген Nkx2.5 был активирован. Затем Оркин и Ву показали, что эти клетки далее дифференцировались как в клетки миокарда, так и в клетки гладких мышц.

Далее, используя тот же флуоресцентный "теги," Оркин и Ву выделили одни и те же сердечные клетки-предшественники непосредственно от живых мышей на ранних этапах эмбрионального развития.

"Был опубликован ряд публикаций о стволовых клетках сердца, но это первые исследования, в которых выявлены такие клетки во время эмбрионального развития и показано, что они дают начало различным типам клеток," – говорит Оркин, Дэвид Джи. Натан, профессор педиатрии в Гарвардской медицинской школе, а также заведующий кафедрой детской онкологии в онкологическом институте Дана-Фарбер. Он и Ву также являются членами Гарвардского института стволовых клеток.

"Раньше считалось, что каждый тип клеток в сердце имеет разное происхождение. Теперь совершенно очевидно, что некоторые из них имеют общее происхождение," Оркин добавляет. "Это меняет представление о том, как развивается сердце. Вместо того, чтобы несколько разных типов клеток мигрировали и собирались вместе, чтобы сформировать сердце, сердце происходит из стволовых клеток, которые дают начало множеству типов клеток в одной и той же локальной среде – более простой способ построения органа. И поскольку эти клетки могут образовывать несколько типов клеток, они могут быть более полезны для восстановления сердца, чем какой-либо отдельный вид клеток."

Оркин предупреждает, что есть много шагов, прежде чем сердечные клетки-предшественники можно будет использовать для восстановления человеческого сердца. Исследования проводились на мышах, и до сих пор неизвестно, какие факторы заставляют эмбриональные стволовые клетки дифференцироваться в сердечные предшественники или какие факторы заставляют сердечные предшественники дифференцироваться в более специализированные сердечные клетки. Но в конечном итоге кардиохирурги Детского центра надеются, что смогут использовать сердечные стволовые клетки для восстановления врожденных пороков сердца, таких как дефектные сердечные клапаны, отсутствующие или неразвитые артерии или недоразвитые камеры сердца.

"Если вы понимаете, как все развивается от очень примитивных эмбриональных стволовых клеток до полностью дифференцированной ткани, у вас есть возможность воспроизвести этот процесс в лаборатории и создать ткань, которая может понадобиться пациенту," говорит Джон Майер, доктор медицины, сердечно-сосудистый хирург из Детского отделения, который разрабатывает методы тканевой инженерии для создания биологических заменителей сердечных клапанов. Феликс Энгель, доктор философии, кардиолог из Детского центра, недавно получил репликацию клеток сердечной мышцы, что обычно происходит только во время эмбрионального развития и представляет собой еще один подход к восстановлению поврежденной сердечной мышцы. Стимулируя регенерацию тканей, он также смог улучшить работу сердца после имитации сердечного приступа.

Источник: Детская больница Бостона

VIRTU-VIRUS.RU