Як відновити серце після інфаркту

Інфаркт виникає тоді, коли кров раптово припиняє надходити до серцевого м’яза. Якщо дуже швидко доправити людину до лікарні, все може минутися без особливо негативних наслідків.

У іншому випадку, навіть якщо людина виживе після інфаркту, її серце вже ніколи не буде таким, як раніше. Частина клітин серцевого м’яза – кардіоміоцитів, – вмирає, а їх місце займають фібробласти – клітини сполучної тканини. Вони не здатні скорочуватися, як це роблять кардіоміоцити, й утворюють на серці щось на зразок шраму, який залишиться назавжди. Є, звичайно, різні медичні підходи, які допомагають людям після інфаркту відчувати себе краще і жити довше, але зі шрамом ці методи нічого зробити не можуть.

Секрети спеціалізації

1. Кожна нормальна клітина нашого тіла має однаковий набір генів. Нервова клітина в мозку, епітеліальна клітина на поверхні шкіри і м’язова клітина з біцепса мають один і той самий набір генів, але виглядають вони зовсім по-різному і працюють абсолютно по-різному. Так відбувається тому, що в кожній із них одні гени «вимкнені» – не працюють, а інші гени, навпаки, працюють. Говорячи простою мовою, є гени, які роблять клітину серцевого м’яза або клітину сполучної тканини тим, чим вони є.
2. Будь-яка з цих клітин або будь-яка інша спеціалізована клітина формується з так званої стовбурової клітини. Це неспеціалізована клітина, яка здатна перетворитися в будь-яку спеціалізовану. З неї можна спробувати «вирощувати» м’язи, шкіру, кістки тощо – що завгодно, що треба «відремонтувати» або замінити в тілі. Саме тому сьогодні дослідженням стовбурових клітин приділяють так багато уваги.
3. А ось спеціалізована клітина вже ні в яку іншу перетворитися не може. Але японський дослідник Яманака Сін’я знайшов спосіб, як «змусити» спеціалізовану клітину перетворитися знову на стволову. Його дослідження викликали величезний резонанс, адже в дорослому тілі стовбурових клітин дуже мало, а тепер їх можна отримати стільки, скільки потрібно, і з них можна вирощувати те, що потрібно.

Ідея вчених з ІМБГ полягає в тому, щоб змусити фібробласти серця працювати як кардіоміоцити, включивши в них певні гени. Основне завдання – зрозуміти, як це зробити, не завдавши при цьому шкоди самій клітині.

Як відновити серце після інфаркту

CRISPR без ножиць

Щоб фібробласти почали працювати як кардіоміоцити, необхідно, щоб в них активувалися 5 майстер-генів. Це такі гени, які запускають роботу цілих груп генів, які, в свою чергу, забезпечують клітці ту чи іншу спеціалізацію. У нашому випадку ці майстер-гени називаються:

• GATA4,
• MyoD,
• Tbx5,
• Mef2c,
• HAND2.

У більш ранніх роботах з перепрограмування клітин ті чи інші гени, які повинні були «перемкнути» клітку з однієї спеціалізації на іншу, вносили ззовні. Для цього їх «прикріплювали» до так званих вірусних векторів (кажучи просто, це спеціальні віруси), які потім вбудовувалися в геном клітини. Хоча така схема працює на культурах клітин або лабораторних тварин, але потенційно вона ризикована через можливі наслідки. Наприклад, зміни геному з часом можуть стати причиною раку. Тому для людей потрібно придумати інші способи перепрограмування клітини.

Фібробласти, як і будь-які інші клітини, містять кардіальні майстер-гени, але у фібробластах вони «сплять». Група з ІМБГ вирішила «розбудити» їх, щоб перетворити ці клітини на кардіоміоцити. Для цього вони використовували технологію CRISPR, модифіковану таким чином, що «різати» вона вже нічого не здатна, зате може знаходити необхідні гени і включати їх. Для кожного з кардіальних майстер-генів потрібно підібрати специфічну молекулу – гайд-РНК, взявши для цього кілька сотень молекул-кандидатів. За останні приблизно півроку дослідники підібрали гайд-РНК для трьох майстер-генів. Залишилося підібрати ще два.

Читати по темі: Симптоми захворювань серця у підлітків. Як запобігти розвитку серйозних захворювань в майбутньому