Гены, стимулирующие рост сосудов, помогают справиться с последствиями инфаркта миокарда.

Инфаркт миокарда развивается из-за плохого кровоснабжения сердца: сердечные клетки получают слишком мало кислорода и начинают гибнуть. Поскольку клетки сердца не восстанавливаются, поврежденный участок рубцуется, то есть заполняется соединительной тканью, которая не сокращается и не проводит электрохимические импульсы, так что сердце теперь работает хуже. Однако повреждения от инфаркта и дальнейшие последствия можно уменьшить, если простимулировать в сердце ангиогенез, то есть рост кровеносных сосудов.

Кардиомиоциты человека, выращенные в лабораторной культуре. (Фото: SNSF Scientific Image Competition / Flickr.com) 

Стволовые клетки сердца (розовые) в окружение кардиомиоцитов (зеленые) (Фото: Павел Макаревич)

Ангиогенез зависит от специальных молекулярных сигналов – белков, которые приходят в ткань и запускают формирование сосудистых стенок. Такие белки (их еще называют факторами роста) можно выращивать в бактериях, а потом вводить в организм в расчете, что они так или иначе доберутся до сердца, а можно прямо в сердечные клетки доставлять добавочные копии генов, которые их кодируют.

Второй способ считается предпочтительнее, так как благодаря адресной доставке белковые сигналы будут работать только там, где нужно, то есть в сердце. Чтобы узнать, какие факторы роста наиболее способствуют терапевтическому ангиогенезу, пробуют разные гены и их комбинации.

Исследователи из Института регенеративной медицины МГУ имени М. В. Ломоносова, Факультета фундаментальной медицины МГУ и Национального медицинского исследовательского центра кардиологии экспериментировали с двумя сигнальными белками – HGF, или фактором роста гепатоцитов, который не только стимулирует рост клеток печени, но оказывает еще множество других эффектов, и VEGF165, или фактором роста эндотелия сосудов.

Предполагалось, что вместе эти два гена сработают более эффективно. Действительно, если в сердце мышей, перенесших инфаркт, вводили сразу оба гена, то в миокарде нарастало заметно меньше соединительной ткани, чем когда гены вводили поодиночке. Кроме того, с двумя генами появлялось больше капилляров, и активировались сердечные стволовые клетки, которые у взрослых млекопитающих засыпают вскоре после рождения. А если стволовые клетки активируются, значит, есть шанс, что от них на поврежденном участке сердца появятся новые работающие мышечные клетки.

Однако, как пишут исследователи в своей статье в PLoS ONE, хотя при совместном введении двух генов в сердце появлялось больше мелких капилляров, относительно крупные артерии формировались хуже. Причина, по словам заведующего лабораторией генно-клеточной терапии института регенеративной медицины МГУ Павла Макаревича, была в противовоспалительном действии HGF (у которого, напомним, есть множество разных функций).

Рост артерий зависит от клеток иммунной системы, активно проникающих в зону повреждения миокарда. Второй сигнальный белок, VEGF165, который также стимулирует воспаление, сам по себе хорошо активировал рост крупных сосудов. Но когда в сердце оказывался еще и HGF, он явно мешал VEGF165 и иммунным клеткам создавать артерии. Это значит, что имея дело с подобными белками, необходимо учитывать все эффекты, которые они могут оказывать – из-за некоторых своих свойств белковые сигналы могут работать друг против друга.

Тем не менее, такой способ лечить последствия инфаркта – с помощью VEGF165 и HGF – кажется весьма перспективным, и авторы работы рассчитывают, что их метод найдет применение в клинике.

По материалам пресс-службы МГУ