Во время сердечного приступа кровь перестает поступать в сердце; голодал по кислороду, часть сердечной мышцы умирает. Сердечная мышца не восстанавливается; вместо этого он заменяет мертвые ткани рубцами из клеток, называемых фибробластами, которые не помогают сердцу перекачивать кровь. Сердце слабеет; у большинства людей, перенесших тяжелый сердечный приступ, разовьется сердечная недостаточность, которая остается основной причиной смертности от сердечных заболеваний.
"Наша самая важная цель – лечить сердечную недостаточность после сердечного приступа," сказал доктор. Мегуми Матисон, доцент хирургии Медицинского колледжа Бейлора. "Наш подход заключается в восстановлении сердечной функции путем перепрограммирования рубцовой ткани в кардиомиоциты."
В лаборатории сердечной регенерации под руководством д-ра. Тодд К. Розенгарт, профессор и заведующий кафедрой хирургии и профессор молекулярной и клеточной биологии в Baylor, группа исследователей показала, что введение коктейля, состоящего из факторов транскрипции Gata4, Mef2c и Tbx5 (GMT), приводит к уменьшению рубцовой ткани или фиброза и увеличение сердечной функции до 50 процентов в моделях болезни на мелких животных.
Предполагалось, что этот результат в основном является следствием перепрограммирования сердечных фибробластов в кардиомиоцитоподобные клетки. Интересно, что команда Розенгарта заметила, что снижение фиброза и улучшение сердечной функции намного превышают объем индуцированных новых кардиомиоцитоподобных клеток. "Это наблюдение свидетельствует о существовании неизученных и неоптимизированных основных механизмов," Розенгарт сказал.
Новая роль для Gata4
"Мы и другие описали, что, помимо стимулирования репрограммирования фибробластов в кардиомиоцитоподобные клетки, коктейль GMT также индуцировал снижение фиброза после сердечного приступа," Матисон сказал. "Однако последнему уделялось не так много внимания."
Исследовательская группа более подробно изучила, как коктейль GMT активировал механизмы, снижающие фиброз. Они нашли первое доказательство того, что из трех компонентов коктейля GMT, только Gata4 смог уменьшить фиброз после сердечного приступа и улучшить сердечную функцию в модели сердечного приступа на крысах.
Дальнейшее исследование молекулярного механизма, опосредующего этот новый эффект, показало, что введение Gata4 фибробластам крысы в лаборатории привело к снижению экспрессии Snail, главного гена фиброза.
"Gata4 играет сложную роль в регенерации сердца: как часть коктейля GMT, он способствует репрограммированию фибробластов в клетки, подобные кардиомиоцитам; мы знаем, что он способствует гипертрофии сердца – развитию увеличенного сердца – и теперь мы обнаружили, что оно само по себе может уменьшить сердечный фиброз," Матисон сказал. "Другие сообщили, что Gata4 также может подавлять фиброз печени. Еще многое предстоит сделать, прежде чем мы сможем перенести эти открытия на кровать, но они являются важными первыми шагами."