Исследования показывают, что сердце взрослого млекопитающего не содержит сердечных стволовых клеток иподавляющее большинство кардиомиоцитов (КМ) не делятся, что существенно ограничивает регенерацию сердцапосле травмы. Постмитотическая природа КМ блокирует образование опухоли сердца, но в то же время сводит кминимуму обновление кардиомиоцитов. Напротив, клетки сердца плода обладают значительным регенеративнымпотенциалом из-за наличия менее зрелых КМ, которые все еще обладают способностью к пролиферации.
В новом исследовании, проведенном учеными изГермании на мышиной модели, сообщается, чтоспецифическая для клеточного типа экспрессияфакторов плюрипотентности дедифференцируетвзрослые кардиомиоциты до состояния, котороенапоминает кардиомиоциты плода, позволяя взрослымКМ повторно входить в митоз. Авторы демонстрируют,что специфическая для сердца экспрессия факторовOct4, Sox2, Klf4 и c-Myc (OSKM) индуцируетдедифференцировку взрослых КМ, обеспечиваярегенеративную способность взрослых сердец.Временная, специфическая экспрессия OSKM расширяетрегенеративное окно для постнатальных сердец мышейи индуцирует программу экспрессии генов во взрослыхКМ, которая напоминает таковую в КМ плода.Расширенная экспрессия OSKM в КМ приводит кклеточному перепрограммированию и образованиюопухоли сердца.
Авторы протестировали свой метод, вводя доксициклинмышам с перепрограммированными кардиомиоцитамидо и после индукции повреждения сердца. Они обнаружили, что в обоих случаях произошла регенерация иулучшилась работа сердца. Введение доксициклина через шесть дней после повреждения сердца не имелоникакого эффекта. Таким образом, период окна для этого вида восстановления сердца оказался очень коротким,поскольку длительное введение доксициклина способствует образованию опухоли.
Исследование показало, что кардиомиоциты можно перепрограммировать в плюрипотентное состояние,если экспрессия факторов плюрипотентности сохраняется в течение длительного периода. Есликардиомиоциты перепрограммированы лишь частично, сердце регенерируется без образования опухоли.Необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, эффективны ли аналогичные методы длялюдей и можно ли использовать этот метод без увеличения риска развития рака.
Первоисточник:
Yanpu Chen, Felipe F. Lüttmann et al., Reversible reprogramming of cardiomyocytes to a fetal state drives heartregeneration in mice., Science, 2021, DOI: 10.1126/science.abg5159