Лечебное действие стволовых клеток на сердце объяснили воспалением
Ученые нашли объяснение тому, как стволовые клетки помогают сердцу восстановиться после инфаркта. Никакого деления клеток в этом процессе (как считалось ранее) исследователи не обнаружили, вместо этого стволовые клетки запустили в сердце воспаление, которое помешало мышце зарасти соединительной тканью. При этом одинаковый эффект оказали не только живые, но и мертвые стволовые клетки, и даже углевод, выделенный из дрожжей. Исследование опубликовано в журнале Nature (Vagnozzi et al., An acute immune response underlies the benefit of cardiac stem-cell therapy).
Лечение сердца стволовыми клетками – спорная технология, с которой связано немало скандалов. Сначала для лечения предлагали использовать собственные стволовые клетки органа. Однако в 2018 году у их первооткрывателя Пьетро Анверсы в работах нашли следы фальсификаций, после чего несколько десятков его статей были отозваны из журналов. В конце 2018 года независимая группа ученых заново разобрала сердце мыши на отдельные клеточные типы и никаких следов стволовых клеток – то есть таких, которые реально способны делиться и заращивать повреждения, – не обнаружила.
Тем не менее, в доклинических испытаниях на животных введение нескольких типов стволовых клеток, не только сердечных, улучшило работу сердца после травмы. Поэтому некоторые исследовательские группы уже начали пробовать этот метод на людях. Несмотря на это, среди ученых до сих пор нет консенсуса по поводу механизма, посредством которого стволовые клетки оказывают свое целебное воздействие.
Группа ученых из Медицинского центра при детской больнице в Цинциннати под руководством Джеффри Молкентина (Jeffery Molkentin) проследили за реакцией сердца на введение разных типов клеток.
Сначала они работали со здоровыми сердцами мышей. Животных разделили на несколько групп. Первой вводили в сердце стволовые клетки из красного костного мозга: это смесь кроветворных клеток и мезенхимальных стволовых клеток, которые могут давать разные типы соединительной ткани. Второй группе достался зимозан – полисахарид из клеточных стенок дрожжей; он известен своей способностью вызывать воспаление. Третья группа получила обычный физраствор, а четвертая служила контролем – им делали пустой укол.
По сравнению с пустым уколом и физраствором зимозан и клетки красного костного мозга вызвали в сердце воспалительный ответ: число активированных макрофагов выросло примерно в 4 раза: с 10 до 40 процентов. А вот количество делящихся клеток в сердце при этом практически не изменилось – только на сотые доли процента.
На срезе мышиного сердца видно, как макрофаги (окрашены красным и зеленым) стекаются в поврежденную область через три дня после того, как исследователи вводили стволовые клетки взрослого сердца в область, обозначенную желтыми пунктирными линиями. Рисунок из пресс-релиза Cincinnati Children’s Hospital Stem Cell Therapy Helps Broken Hearts Heal in Unexpected Way – ВМ.
Тогда исследователи поставили второй эксперимент. Они вводили в сердце мышей физраствор, зимозан, клетки костного мозга или сердечные клетки-предшественники – считается, что они могут в некоторых ситуациях размножаться и давать клетки стенки сосудов. Но ни в одном из случаев они не обнаружили появления новых клеток в сердце – стволовые клетки не спешили превращаться в клетки сердечной мышцы. А по истечении двух недель стволовые клетки и вовсе исчезали из кровотока.
Тем не менее, когда исследователи перешли на эксперименты с мышами после инфаркта, то заметили терапевтический эффект. Оба типа клеток улучшили состояние сердца по сравнению с контролем. У контрольной группы количество крови, которую выбрасывает сердце, сократилось на 40 процентов, а в экспериментальных группах – всего на 20-30 процентов. Тем не менее, ученые заключили, что дело здесь не в регенерации за счет клеток – и зимозан, и убитые замораживанием и разморозкой клетки оказывали похожий эффект.
Авторы работы полагают, что работа сердца становится лучше за счет торможения фиброза – зарастания места повреждения соединительной тканью. По крайней мере, процент фиброза под действием зимозана, живых или мертвых стволовых клеток снизился с 40 процентов до 30.
Таким образом, гипотеза, согласно которой сердечная ткань может восстанавливаться за счет работы стволовых клеток, в очередной раз не подтвердилась. Зато теперь мы лучше представляем себе, как именно терапия стволовыми клетками влияет на сердце после инфаркта. На основании своих результатов авторы работы предлагают своим коллегам скорректировать протоколы и ожидания от клинических испытаний по регенеративной терапии сердца.
Полина Лосева, N+1
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
