Втрата Y-хромосоми клітинами крові збільшила ризик серцевої недостатності

Втрату Y-хромосоми у лейкоцитах чоловіків пов'язали із фіброзом тканин, зокрема міокарду серця, та вищим ризиком смерті через серцево-судинні хвороби, серед яких серцева недостатність. До такого висновку призвело дослідження американських вчених на мишах, у яких тваринам зімітували нестачу Y-хромосоми у клітинах крові, як це спостерігають у літніх чоловіків. Відповідну статтю опублікували в журналі Science.

Ali Hajiluyi / Unsplash<br>

Ali Hajiluyi / Unsplash

Що призвело до вивчення?

Статева Y-хромосома, наявність якої у людей визначає чоловічу стать, є найменшою з-поміж наших хромосом і має відносно мало генів. Всупереч цьому все ще мало відомо про її ролі, окрім визначення статі та забезпечення продукції чоловічих статевих клітин. Але стани, за яких Y-хромосома втрачається, можуть допомогти розібратися із її функціями. Так, у понад 40 відсотків чоловіків старше 70 років частина клітин крові позбувається Y-хромосоми. Це пов'язують із вищим ризиком вікових хвороб, зокрема серцево-судинних, та зменшенням тривалості життя, але чи сама нестача хромосоми спричиняє ці ризики або ж є лише наслідком іншого чинника, залишається невідомо. Тому група дослідників на чолі з ученими Медичної школи Університету Вірджинії взялися за вивчення явища.

Як шукали відповіді?

Дослідження провели на тваринах — самцях мишей, половині з яких за допомогою генетичного редагування усунули Y-хромосому із 50-80 відсотків лейкоцитів, що відповідно рівню у чоловіків, який пов'язують із низкою захворювань. Такий рівень підтримувався у піддослідних протягом року, щоб могти простежити за змінами у здоров'ї в процесі старіння. Цього разу науковці зосередилися лише на серцево-судинних захворюваннях, які теж властиві чоловікам із нестачею Y-хромосоми. Тому літні миші проходили обстеження за допомогою електрокардіографії та визначення маркерів серцевих хвороб у крові, серед іншого.

Чи спричинила нестача Y-хромосоми помітні зміни у здоров'ї серця?

Миші із дефіцитом Y-хромосоми в клітинах крові теж жили у середньому менше, ніж контрольні, не модифіковані тварини. У них спостерігали прискорений розвиток пов'язаних із віком патологій серця, зокрема збільшення його маси. Окрім цього, відсутність хромосоми у клітинах крові спричинила у тварин посилений фіброз, тобто рубцювання, тканин: найперше, серцевого м'яза, але також інших органів, як-от легень і нирок. Вчені з'ясували, що імунні клітини макрофаги в серці без Y-хромосоми сприяли фіброзу посилено виробляючи прозапальну молекулу TGF-β1. Але застосувавши моноклональні антитіла проти TGF-β1, вдалося зменшити фіброз серця та інших органів і частково відвернути пов'язану з нестачею Y-хромосоми серцеву дисфункцію.

Виживаність та відсоток фіброзу серця (на 15 місяць після початку дослідження) у піддослідних мишей (чорним позначено контрольних тварин, червоним - тварин із нестачею Y-хромосоми). Soichi Sano et al. / Science, 2022

Виживаність та відсоток фіброзу серця (на 15 місяць після початку дослідження) у піддослідних мишей (чорним позначено контрольних тварин, червоним - тварин із нестачею Y-хромосоми). Soichi Sano et al. / Science, 2022

Погіршення здоров'я, яке демонстрували піддослідні миші, нагадувало таке у чоловіків із нестачею Y-хромосоми у лейкоцитах. Тому схоже, що саме цей дефіцит відповідальний за серцеву дисфункцію та скорочення тривалості життя у людей. Вчені додатково проаналізували базу даних дослідження UK Biobank, яка протягом тривалого часу спостерігає за тисячами учасниками, і дійшли висновку, що зі збільшенням відсотка лейкоцитів без Y-хромосоми справді зростає ризик смерті від серцево-судинних хвороб. Так, якщо 40 відсотків клітин позбуваються хромосоми, у чоловіка на 31 відсоток зростає ризик померти від хвороб серця, переважно від гіпертензії та серцевої недостатності, за час спостереження, який у середньому складав 11,5 року. Наступні досліди покажуть, чи буде доцільно використовувати і в людей препарати, що блокують TGF-β1, аби запобігти погіршенню здоров'я серця через втрату клітинами Y-хромосоми.