Мексиканская рыба научит людей восстанавливать ткани сердца после инфаркта

Речные тетры (слева) обладают генами, отвечающими за восстановление сердечной ткани. Их слепые сородичи-альбиносы (справа) таких генов лишены.
Фото BHF.

Лучепёрые рыбы под названием мексиканские тетры (Astyanax mexicanus), кажется, претендуют на звание супергероев медицины. Эти создания, обитающие в пресных водах Мексики и южных регионов США, известны сразу несколькими "суперспособностями".

Во-первых, некоторые популяции тетры, которые долгое время обитали в глубоководных пещерах без света, утратили не только зрение, но и сами глаза. Не так давно генетики выяснили, какие механизмы отвечают за этот процесс, и намерены использовать эти знания для исследований различных нарушений зрения у людей.

Во-вторых, в генах пещерной тетры были найдены мутации, раскрывающие природу обжорства и ожирения, а также "инсулиновая" мутация, которая поможет создать новые методы регулирования уровня глюкозы в крови.

Но и это не весь "медицинский потенциал" удивительного существа. Тетра – хоть и не золотая рыбка (пещерные представители и вовсе стали альбиносами), но как минимум ещё одно желание учёных она исполнила. А именно, раскрыла секрет регенерации сердечной ткани.

В ходе новой работы специалисты из Британского фонда по борьбе с заболеваниями сердца и Оксфордского университета выяснили, какие гены помогают мексиканской тетре восстанавливать своё сердце после повреждений.

Исследователи поясняют, что около полутора миллионов лет назад в северной части Мексики, где обитали тетры, участились наводнения. Речные воды периодически заполняли пещеры, а вместе с ними и рыбы вынуждены были перекочевать в "сумеречную зону". Когда наводнения прекратились, часть популяций так и осталась в пещерах, так как они уже адаптировались к новым условиям. Другие же популяции продолжили наслаждаться прелестями обычной речной жизни. У них было достаточно еды и света, поэтому мутаций, связанных со зрением и питанием, такие рыбы не имеют.

Зато у "классической" формы A. mexicanus сохранилась другая способность, которую со временем утратили пещерные сородичи. Речь идёт о "саморемонте" сердца, после которого, важно подчеркнуть, восстанавливаются все важнейшие функции этого органа.

Специалисты решили сравнить генетические особенности разных форм одного вида, чтобы узнать, какие механизмы отвечают за регенерацию сердечных тканей. В результате они обнаружили три области генома, которые играют ключевую роль в этих процессах.

Затем исследователи сравнили активность генов речной и пещерной тетры в период восстановления сердца после повреждений. Их имитировали, удалив в ходе операции часть желудочка сердца. После такого вмешательства речные тетры полностью восстановили утраченные ткани примерно за 60 дней, в то время как у пещерных рыб сформировался характерный рубец.

Авторы работы выявили два гена, которые продемонстрировали наибольшую активность в процессе восстановления речных форм A. mexicanus. Это ген LRRC10 и так называемый кавеолиновый ген. Первый связан с сердечным заболеванием под названием кардиомиопатия. Второй кодирует белки, отвечающие за формирование кавеол – особых мембранных структур многих клеток, в том числе эндотелиальных (выстилающих внутреннюю поверхность сосудов и сердечных полостей).

Эксперты заключили, что важнейшая роль в процессе восстановления была отведена гену LRRC10.

Затем специалисты провели контрольные тесты с модельными организмами – рыбками данио-рерио. Они также обладают способность к "самоисцелению" сердца. Когда учёные "выключили" у них ген LRRC10, рыбы утратили возможность полностью восстанавливать сердечные ткани.

 

Исследователи уверены, что новые данные будут полезны в лечении людей, которые страдают от сердечной недостаточности, в основном обусловленной инфарктами.

Напомним, что во время сердечного приступа часть сердечной мышцы – миокарда – отмирает из-за недостатка кровоснабжения. Восстанавливать повреждённые ткани люди не умеют, и в результате часть сердечных тканей у таких пациентов замещается рубцовыми. Из-за этого сердце уже не может функционировать должным образом, кровоснабжение всего тела нарушается.

Медики надеются, что изучение активности двух важнейших для восстановления сердца генов у людей поможет им найти новые способы регенерации сердечной мышцы. Это улучшит состояние здоровья многих пациентов и, возможно, в некоторых случаях позволит избежать пересадки сердца.

По словам исследователей, не исключено, что регенеративный секрет мексиканской тетры заключается в том, что их гены каким-то образом подавляют естественный иммунный ответ, обеспечивающий образование рубцовой ткани. Как следствие, запускается восстановление собственной сердечной ткани.

Теперь команда намерена определить, как можно использовать аналогичные механизмы для лечения человеческого сердца. Кроме того, учёные планируют заняться поиском других похожих генов, которые могут быть задействованы в регенеративных процессах.

Научная статья с более подробным описанием этого исследования опубликована в журнале Cell Reports.

Кстати, ранее генетики разработали тест, который поможет оценить риск возникновения инфаркта в любом возрасте, и новую терапию для восстановления пациентов после сердечного приступа. Также авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) сообщали об открытии гена, который снижает риск инфаркта на треть.

Сегодня