Ученые обнаружили белковых партнеров, которые могут лечить сердечную мышцу

Прочитано: 72 раз(а)


Ученые Медицинской школы Университета Северной Каролины добились значительного прогресса в многообещающей области клеточного перепрограммирования и регенерации органов, и это открытие может сыграть важную роль в будущих лекарствах для лечения поврежденного сердца.

В исследовании, опубликованном в журнале Cell Stem Cell , ученые из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл обнаружили более рациональный и эффективный метод перепрограммирования клеток рубцовой ткани (фибробластов) в здоровые клетки сердечной мышцы (кардиомиоциты). Фибробласты производят волокнистую, жесткую ткань, которая способствует сердечной недостаточности после сердечного приступа или из-за болезни сердца . Превращение фибробластов в кардиомиоциты изучается как потенциальная будущая стратегия лечения или даже излечения этого распространенного и смертельного заболевания.

Удивительно, но ключом к новой методике создания кардиомиоцитов оказался белок Ascl1, контролирующий активность гена, который, как известно, является ключевым белком, участвующим в превращении фибробластов в нейроны. Исследователи думали, что Ascl1 специфичен для нейронов.

«Это нестандартное открытие, и мы ожидаем, что оно будет полезным при разработке будущих кардиологических методов лечения и, возможно, других видов терапевтического клеточного перепрограммирования», — сказал старший автор исследования Ли Цянь, доктор философии, доцент кафедры UNC. Патологии и лабораторной медицины и заместитель директора Института сердца Макаллистера в Медицинской школе Университета Северной Каролины.

Ученые за последние 15 лет разработали различные методы для перепрограммирования взрослых клеток в стволовые клетки, а затем для того, чтобы заставить эти стволовые клетки стать взрослыми клетками другого типа. Совсем недавно ученые нашли способы сделать это перепрограммирование более прямым — прямо от одного зрелого типа клеток к другому. Была надежда, что когда эти методы станут максимально безопасными, эффективными и действенными, врачи смогут использовать простую инъекцию пациентам для перепрограммирования вредных клеток в полезные.

«Перепрограммирование фибробластов долгое время было одной из важных задач в этой области», — сказал Цянь. «Сверхактивность фибробластов лежит в основе многих серьезных заболеваний и состояний, включая сердечную недостаточность, хроническую обструктивную болезнь легких , заболевания печени, заболевания почек и рубцовые повреждения головного мозга, возникающие после инсультов».

В новом исследовании команда Цяня, включая соавторов Хаофей Ван, доктора философии, исследователя с докторской степенью и доктора медицины / доктора философии. студент Бенджамин Киперс использовал три существующих метода для перепрограммирования фибробластов мыши в кардиомиоциты, клетки печени и нейроны. Их цель состояла в том, чтобы каталогизировать и сравнить изменения в паттернах генной активности клеток и факторах регуляции генной активности во время этих трех различных перепрограммирований.

Неожиданно исследователи обнаружили, что перепрограммирование фибробластов в нейроны активирует набор генов кардиомиоцитов. Вскоре они определили, что эта активация была вызвана Ascl1, одним из белков «фактора транскрипции» главного программиста, который использовался для создания нейронов.

Поскольку Ascl1 активировал гены кардиомиоцитов, исследователи добавили его к коктейлю из трех факторов транскрипции, который они использовали для создания кардиомиоцитов, чтобы посмотреть, что произойдет. Они были поражены, обнаружив, что это значительно увеличило эффективность перепрограммирования — долю успешно перепрограммированных клеток — более чем в десять раз. На самом деле они обнаружили, что теперь могут обойтись без двух из трех факторов из исходного коктейля, сохранив только Ascl1 и еще один фактор транскрипции, названный Mef2c.

В дальнейших экспериментах они обнаружили доказательства того, что Ascl1 сам по себе активирует гены как нейронов, так и кардиомиоцитов, но отходит от роли пронейронов, когда сопровождается Mef2c. В синергии с Mef2c Ascl1 включает широкий набор генов кардиомиоцитов.

«Ascl1 и Mef2c работают вместе, чтобы оказывать прокардиомиоцитарное действие, которое ни один из факторов не оказывает по отдельности, создавая мощный коктейль для перепрограммирования», — сказал Цянь.

Результаты показывают, что основные факторы транскрипции, используемые при прямом клеточном репрограммировании, не обязательно являются исключительными для одного типа клеток-мишеней.

Возможно, что еще более важно, они представляют собой еще один шаг на пути к будущим методам перепрограммирования клеток для лечения серьезных заболеваний. Цянь говорит, что она и ее команда надеются создать синтетический белок «два в одном», содержащий эффективные фрагменты как Ascl1, так и Mef2c, и который можно будет вводить в больное сердце, чтобы вылечить его.

Ученые обнаружили белковых партнеров, которые могут лечить сердечную мышцу



Новости партнеров