Сердечно-сосудистые заболевания лидируют в мире по смертности. Если человек перенес сердечный приступ, у него гибнут кардиомиоциты — мышечные клетки сердца. Образующийся рубец не дает органу нормально работать, возникает сердечная недостаточность. Один инфаркт способен погубить до миллиарда кардиомиоцитов — и они не вырастут снова, ведь у человека регенерируется только печень.
Как известно, многие животные способны восстанавливать поврежденные или утраченные части тела: например, у ящериц заново отрастает хвост, а у паука — ноги. В первые дни жизни мышата способны восстановить до 15 процентов тканей сердца, если оно было повреждено. Эту уникальную способность обнаружили и подтвердили в 2011 году. Через семь дней это «окно роста» закрывается, и способность отращивать кардиомиоциты навсегда утрачивается.
Ученые выяснили, как работает эта способность, что запускает регенерацию и почему она не происходит у взрослого животного. Авторы работы создали максимально полную базу данных о регенерации сердца новорожденной мыши. Они изучили транскриптом животного — общее количество всех матричных РНК в геноме мыши. Они также проанализировали гистоны — белки, обнаруженные в ядре эукариотических клеток, которые помогают в упаковке ДНК.
«Изучая транскриптом, мы можем напрямую идентифицировать гены, которые экспрессируются во время регенерации сердца», — поясняет Чжаонин Ван, ведущий автор статьи о последних исследованиях команды, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences. Так ученые получили информацию о генах, способствующих восстановлению клеток сердца. Также выяснилось, что способность к регенерации сердца связана с уникальным иммунным ответом. Гистоны, как и транскриптомы, влияют на молекулярную среду, участвующую в регенерации поврежденного сердца. Самую заметную роль в делении кардиомиоцитов, необходимом для успешной регенерации, играл белок CcL24, а кроме того, ученые обнаружили РНК-связывающий белок Igf2bp3.
В будущем, развивая это направление исследования, можно будет надеяться заставить регенерировать не только клетки мышиного сердца, но и человеческого. Новооткрытые механизмы дают надежду получить принципиально новые способы помощи миллионам людей, которые сейчас не могут быть вылечены. «Мы определили CcL24 и Igfbp3 как ранее нехарактерные регуляторы пролиферации кардиомиоцитов, которые впоследствии можно будет использовать для терапии», — сказал Ван.