Серце мишей відростило нові судини замість тих, які пошкодилися внаслідок інфаркту. При цьому судини утворилися з капілярів, а не з уже наявних коронарних артерій, як передбачали науковці. За допомогою одного з факторів росту судин дослідникам вдалося запустити цей процес, що покращило роботу серця після пошкодження. Тому науковці сподіваються, що такий підхід допоможе у відновленні після інфарктів і в людей. Дослідження опублікували в журналі Science.
Навіщо ростити нові судини після інфаркту?
Основною причиною інфаркту є ішемічна хвороба серця — блокування коронарних артерій, які насичують самі тканини серця киснем. Водночас ішемічна хвороба серця є найбільш розповсюдженою причиною смерті: станом на 2024 рік, вона була відповідальною за 13 відсотків смертей. Традиційними методами лікування є встановлення стентів — штучних судин, які йдуть в обхід заблокованої ділянки, але таке хірургічне втручання є інвазивним, тому несе ризик інфекцій та інших ускладнень.
Іноді в пацієнтів з ішемічною хворобою серця збільшуються вже наявні артерії, створюючи природний обхідний шлях, і зазвичай це стається через збільшення тиску крові на ці судини. Але здебільшого таких природних обхідних шляхів замало для відновлення нормальної роботи серця. Разом із цим, у попередніх дослідженнях вже з’ясовували, що іноді судини виростають заново, а не формуються з наявних артерій, але ефективно стимулювати цей ріст не вдавалося. Тому команда на чолі з науковцями Шанхайського інституту біохімії та клітинної біології вирішила дослідити механізм формування таких судин.
Чому не вдалося просто виростити артерії?
Науковці змоделювали інфаркт міокарда на новонароджених і дорослих мишах, вивчаючи в них формування обхідних артерій. Для цього розробили метод, який дозволяв розрізняти ендотеліальні клітини з вистилки судин, які походять з капілярів або артерій. Щоб їх розрізнити, науковці помітили їх різними флуоресцентними мітками, які орієнтувалися на генетичні маркери кожної групи клітин. Так дослідники з’ясували, що ендотеліальні клітини з артерій відігравали лише незначну роль у формуванні нових обхідних судин, а в основному вони складалися з клітин капілярів.
Коли науковці штучно видалили ендотеліальні клітини, що походили з капілярів, то в серці мишей утворювалося більше рубців, а його робота погіршилася порівняно з тими тваринами, у яких були незмінені обхідні судини. Щоб відновити формування обхідних судин, дослідники простимулювали систему, яка регулюється фактором росту судин. Завдяки цьому кількість незрілих ендотеліальних клітин артеріального походження в серці збільшилася, однак роботу серця це не відновило.
Водночас, коли науковці за допомогою мРНК ввели мишам ген Vegfa, це збільшило кількість обхідних судин, покращило насичення тканин серця кров’ю, зменшило рубцювання тканин і покращило роботу серця. Дослідники з’ясували, що продукт роботи цього гена через сигнальні шляхи всередині клітини стимулював перетворення капілярів на артерії.
Чому нові коронарні артерії ростуть не з інших артерій?
Як виявилося, саме капіляри, а не артерії, як вважали раніше, є попередниками судин, які утворюють обхідні шляхи після інфаркту. Науковці зазначили, що таке перетворення відображає процеси, що відбуваються під час внутрішньоутробного розвитку: тоді з капілярів формуються коронарні артерії. Оскільки дослідники також встановили, які саме типи клітин капілярів беруть участь у цьому процесі та як активувати їхнє перетворення на артерії, це може допомогти в лікуванні ішемічної хвороби серця та відновленні його роботи після інфаркту.
- Раніше на гризунах вже випробували інший метод подолання наслідків інфаркту — за допомогою ліків від розсіяного склерозу, які полегшили запалення в пошкодженому серці.
- А з гібридних синтетичних і колагенових волокон створили каркас для росту артерій, що допоможе вирощувати обхідні судини при ішемічній хворобі серця.