Ишемическая болезнь сердца является ведущей причиной смерти во всем мире, но в настоящее время не существует эффективного метода регенерации новых коронарных артерий в больном или поврежденном сердце. Результаты, опубликованные в журнале eLife, определили тип клеток-предшественников, которые могли сделать это возможным.Исследование проводилось на мышах, но, поскольку кровеносные сосуды человеческого сердца похожи, оно может привести к новым методам лечения болезни или восстановлению кровотока после сердечного приступа.«Современные методы выращивания новых кровеносных сосудов в сердце стимулируют мелкие кровеносные сосуды, а не восстанавливают сильный приток крови, обеспечиваемый основными артериями.
Артерии нужны нам для восстановления нормальной функции», — говорит старший автор Кристи Ред-Хорс из отделения биологических наук.Текущие усилия по лечению также часто сосредотачиваются на больном сердце, в то время как ученые Стэнфордского университета утверждают, что важно сначала понять, как устроены сосуды здорового сердца.«Если мы хотим регенерировать больные сердца, мы должны сначала понять, как сердце создает строительные блоки здоровых коронарных артерий», — говорит ведущий автор доктор Катарина Волц, первая аспирантка в области биологии стволовых клеток и регенеративной медицины Стэнфордского университета.
«Наше исследование шаг за шагом описывает, как коронарные артерии развиваются в сердце эмбриона мыши».Уже было известно, что гладкие мышцы образуются из клеток эпикарда, слоя, который покрывает сердце. Во время эмбрионального развития многие эпикардиальные клетки проникают глубже в стенку сердца, а некоторые образуют гладкие мышцы. Но исходный тип клеток, который претерпевает этот переход, и сигналы, запускающие дифференцировку в гладкие мышцы, были плохо изучены.
Теперь команда может обнаружить, что гладкие мышцы артерий происходят из клеток, называемых перицитами. Мелкие капиллярные кровеносные сосуды в развивающемся сердце покрыты перицитами. Они получают сигналы через белок Notch 3, чтобы дифференцироваться и формировать гладкомышечное покрытие, необходимое для более крупных стенок артерий.
Перициты также обнаруживаются во всем сердце взрослого человека, что позволяет предположить, что они могут использоваться для запуска механизма самовосстановления. Когда основные артерии блокируются и человек страдает сердечным приступом, мелкие коллатеральные сосуды могут образовывать обходной путь вокруг закупорки. Большие коллатеральные артерии необходимы для обеспечения значительного притока крови к заживающим тканям. Предоставление правильных молекулярных сигналов для превращения перицитов в гладкомышечные клетки может способствовать переходу от крошечных кровеносных сосудов к истинным артериям в заживающем сердце.
Проблема с трансплантацией клеток или тканей может заключаться в том, что клетки не интегрируются или дифференцируются в несколько разные типы клеток, чем предполагалось. Поскольку перициты распространены по всему сердцу на всех мелких кровеносных сосудах, их можно использовать в качестве мишени для стимуляции образования артерий без необходимости трансплантации.
В настоящее время команда исследует, дифференцируются ли перициты в гладкие мышцы как часть этого процесса, и можно ли его активировать или ускорить путем введения сигнальных молекул Notch 3.«Теперь, когда мы начинаем действительно понимать развитие коронарной артерии, мы начали исследования, чтобы активировать ее на моделях травм и надеемся когда-нибудь использовать те же методы для лечения ишемической болезни сердца», — говорит Рэд-Хорс.