Это делают рыбы, это делают земноводные, так почему мы не можем? Ученые задаются вопросом, почему человеческие сердца теряют способность к регенерации, а другие животные – нет.
В перспективной статье, опубликованной в журнале Science Translational Medicine, исследователи из Имперского колледжа Лондона предполагают, что потеря этой способности может быть связана с тем, как развивается человеческое сердце.
Они объясняют, что механические и структурные изменения, которые происходят в сердце ребенка после рождения, могут удерживать его в зрелом состоянии. У людей есть способность регенерировать ткани в утробе матери, но некоторые другие животные сохраняют эту способность после рождения восстанавливать утраченные конечности, хвосты и даже части своего сердца.
По мнению авторов, если мы сможем отменить некоторые механические изменения, которые происходят в сердце человека вскоре после рождения, мы сможем разблокировать его регенеративную способность и найти более эффективные способы лечения сердечных заболеваний и заживления поврежденных тканей.
Хотя большая часть работы была сосредоточена на стволовых клетках как ключевом факторе регенерации сердца, ученые добились ограниченного успеха. По словам исследователей, ключ к раскрытию целебной способности сердца может лежать во взаимодействии между его биологией и физической структурой.
"Сейчас это относительно неизведанная область," сказала профессор Надя Розенталь из Национального института сердца и легких (NHLI) Имперского колледжа. "Основное внимание уделялось клеточной биологии и молекулярной передаче сигналов, а не глубокой взаимосвязи между этими особенностями и механикой сердца."
В своем обзоре профессор Розенталь, который также является научным руководителем лаборатории Джексона в Бар-Харборе, штат Мэн, и коллега по имперскому исследованию NHLI д-р Тереза Кеннеди-Лайдон, сосредоточились на изменениях, которые происходят в сердцах новорожденных младенцев и мышей, что является критическим моментом. период, в течение которого эта регенеративная способность начинает убывать.
Созревающее сердце
В утробе матери младенцы зависят от кровоснабжения матери, чтобы доставлять кислород в развивающиеся ткани. Крошечное бьющееся сердце содержит ряд «шунтов», стратегических отверстий, которые поддерживают кровоток и обходят заполненные жидкостью легкие.
Однако, как только ребенок рождается и начинает дышать, сердце претерпевает реконструкцию. Когда богатая кислородом кровь течет из легких, давление в сердце увеличивается, и шунты закрываются и начинают срастаться. У мышей тот же процесс завершается примерно через семь дней после рождения, что дает хорошую модель для изучения.
Исследователи считают, что физические и метаболические изменения, связанные с этим повышением артериального давления, такие как укрепление стенок сердца и жесткость пересекающейся соединительной решетки, которая удерживает клетки вместе, являются ключевыми шагами в созревании сердца. Они думают, что именно в тот момент, когда происходят эти изменения, способность полностью регенерировать снижается.
В обзоре исследователи ссылаются на предыдущие исследования, которые показали, что снижение нагрузки на сердце – использование внешнего насоса для перекачивания крови по телу – может в некоторой степени обратить вспять повреждение сердечной мышцы после сердечного приступа.
Исследователи полагают, что сочетание этого типа “ механической разгрузки ” с другими подходами, такими как использование лекарств для изменения решетки, удерживающей клетки на месте, изменение метаболических путей и использование клеточной терапии, может стать ключом к запуску регенерации сердца. способность.
"Вполне возможно, что изменение этих встроенных функций может создать подходящую среду для восстановления – например, введение стволовых клеток и их пересадка в сердце или стимуляция регенерации существующих клеток, что сделает эти методы лечения более эффективными," сказал профессор Розенталь. "Все методы лечения основаны на пробах и ошибках, но чем больше мы знаем, тем меньше ошибок у нас будет."
Доктор Кеннеди-Лайдон добавил: "Мы пытаемся расширить кругозор людей, работающих в этой области исследований, а не просто полагаться на поиск определенного типа стволовых клеток, чтобы исправить ситуацию. Мы не пытаемся заставить всех изменить направление и начать работать над механической разгрузкой сердца, но мы хотели бы, чтобы они знали, что механическая нагрузка, вероятно, будет играть роль в какой-то момент в процессе восстановления."