Как восстановить поврежденные ткани сердца?



Многие низшие формы жизни на Земле обладают необыкновенной способностью к полной регенерации тканей, конечностей и даже органов. В процессе эволюции людьми и другими млекопитающими этот навык был утрачен. В настоящее время исследователи из Университета Питтсбурга (University of Pittsburgh) используют взятые у рыбки данио клеточные компоненты (своеобразные «строительные леса»), чтобы улучшить регенерацию тканей сердца млекопитающих, в частности у мышей, проводят эксперименты в пробирках на клетках человеческого сердца, которые тоже демонстрируют обнадеживающие результаты.

Как восстановить поврежденные ткани сердца

Результаты этой научной работы весьма многообещающие, поскольку демонстрируют возможность в будущем эффективно преодолевать болезни сердца, которые представляют собой основную причину смерти мужчин и женщин.

Рыбка данио может помочь в разработке нового метода лечения инфаркта

Исследование, которое проводилось под руководством доктора Ядонга Ванга (Yadong Wang), профессора биоинженерии в Инженерной школе Свенсона (Swanson School of Engineering) и главный исследователь в Лаборатории литья биоматериалов Университета Питсбурга ( Biomaterial Foundry Lab at Pitt), обнаружило, что однократное введение внеклеточного матрикса (extracellular matrix, ECM), взятого из сердца рыбки данио, восстанавливает функцию и регенерирует ткани сердца взрослых мышей, переживших острый инфаркт миокарда.

Доктор Ванг говорит, что восстановленное сердце бьется так, как будто с ним ничего не случилось. И этот подход очень простой.

Исследование также показало, что внеклеточные матрицы, взятые из сердца рыбки данио, защищают кардиальные миоциты (специализированные человеческие клетки, которые образуют мышцы сердца) от стрессов.

ECM представляет собой архитектурные основы («строительные леса») тканей и органов, на которых клетки могут расти и мигрировать, а помимо этого, внеклеточный матрикс также помогает передавать сигналы, которые необходимы органам для развития, роста и/или регенерации.

Новый метод лечения инфаркта

Чужеродный внеклеточный матрикс (ECM) не отвергается организмом получателя, что увеличивает шансы на успешное лечение

Вскоре после рождения сердце детеныша любого млекопитающего (в том числе и человека) быстро теряет способность к регенерации, за исключением очень короткого периода после момента рождения. А у низших животных, таких как рыбка данио, сердце сохраняет эту способность в течение всей своей жизни: даже если у этой рыбки было повреждено или удалено до 20 % сердца, то в течение суток мощность сердца практически полностью восстанавливается.

Доктор Ванг и его команда впервые выделили ECM из клеток таким образом, чтобы сердце-получатель не отвергало лечение. Ученые сделали это путем замораживания сердечной ткани рыбки данио, вызвав разрушение клеточных мембран, что позволило им извлечь ECM. Этот процесс называется децеллюляризация. Доктор Ванг отмечает, что ему и его коллегам одними из первых удалось децеллюляризировать ткани немлекопитающего для применения в регенеративной медицине. Затем ученые вводили ЕСМ в сердца мышей, у которых сердечная мышца была повреждена, а затем наблюдали за самовосстановлением сердца.

Как рассказывает доктор Ванг, вводить чужеродные клетки в организм обычно очень сложно, потому что тело воспринимает их как чужеродные и отвергает, но только не в случае с ЕСМ. Исследователь объяснил, что поскольку ЕСМ состоят из коллагена, эластина, углеводов и сигнальных молекул и не имеют маркеров клеточной поверхности, ДНК или РНК донора, поэтому меньше шансов, что организм получателя отвергнет лечение.

Чужеродный внеклеточный матрикс (ECM) не отвергается организмом получателя, что увеличивает шансы на успешное лечение

Доктор Ванг говорит, что восстановление сердечной функции начинается почти сразу же, а восстановление становится заметным уже на пятый дней после начала лечения. На протяжении всей недели исследовательская команда могла наблюдать, как в результате лечения сердца мышей бьются значительно мощнее, чем сердца животных, которые не подвергались лечению.

Эффективность внеклеточного матрикса, выделенного из сердца рыбки в стадии восстановления, более высокая

Исследователи проверили эффективность ECM от нормальной рыбки данио и от рыбки с поврежденным сердцем, у которых ECM уже начал процесс заживления ран. Обнаружилось, что хотя при восстановлении повреждений сердца у мышей оба типа ECM показали высокую эффективность, но внеклеточный матрикс, который был получен из сердца рыбки данио, находящегося в процессе восстановления, был более эффективным для восстановления сердечной функции у мышей.

Сейчас доктор Ванг работает над процессом регенерации нервов у млекопитающих с использованием этого же метода и надеется, что в будущих исследованиях для проверки этого метода лечения сердца он проведет эксперименты на более крупных животных.

По материалам MedicalXpress

loading...

Рейтинг:

Оценка 5 из 5 , проголосовало 1

Комментарии (0)


Оставить комментарий