Когда дети рождаются с синдромом гипоплазии левых отделов сердца (HLHS), им требуется ряд серьезных хирургических процедур, чтобы выжить. Но даже с восстановленным сердцем каждый четвертый ребенок умирает от осложнений в возрасте до 25 лет.
В исследовании, опубликованном новым преподавателем в Cincinnati Children’s, сообщается о потенциальной терапевтической мишени, которая может способствовать регенерации сердечных клеток еще до рождения.
Подробности опубликованы на сайте августа. 17 января 2020 г., in Cell Stem Cell.
Атлас дает глубокий взгляд на раннее развитие сердца
Mingxia Gu, MD, Ph.D., ранее работал в Стэнфордском университете, присоединился к Центру стволовых клеток & Органоидная медицина (CuSTOM) и отделение легочной биологии в Cincinnati Children’s ранее в этом году. Несколько лет она работала над поиском способов быстрого заживления поврежденных тканей сердца.
В этом исследовании команда под руководством Гу и соавторов Ифэй Мяо, Ph.D., и Лэй Тянь, доктор философии.D., использовал расширенный транскриптомный анализ отдельных клеток для развития человеческого сердца "атлас" который отслеживает полный набор сигналов, которые эндокардиальные клетки посылают друг другу по мере развития сердца во время беременности.
Сравнение этого атласа развития здорового сердца с данными, полученными при лабораторных индуцированных плюрипотентных стволовых клетках с дефектами HLHS, выявило набор аномалий в эндокардиальных клетках, которые нарушают формирование здорового сердца. Эндокардиальные клетки играют несколько основных ролей в развитии сердца и болезнях. Они могут ощущать кровоток в сердце, взаимодействовать с окружающими мышечными клетками и давать начало ключевым структурам сердца, включая атриовентрикулярные клапаны, предсердные и мембранозные межжелудочковые перегородки.
Отслеживание связанных с HLHS сбоев в этих клетках представляет собой изменение мышления по сравнению с усилиями, которые были сосредоточены на клетках миокарда, которые образуют бьющуюся мышцу сердца.
Обнадеживающие новости: команда нашла потенциальную терапевтическую цель, которую можно было бы накачать лекарствами для улучшения эндокардиальной функции, тем самым регенерируя сердечные клапаны, перегородку и коронарные сосуды и, в конечном итоге, увеличивая размер камеры сердца, что могло бы снизить потребность в нескольких операциях после рождения.
Что такое HLHS?
Синдром гипоплазии левых отделов сердца приводит к рождению младенцев с серьезно деформированным левым желудочком сердца, главной насосной камерой сердца. На HLHS приходится около 3% всех врожденных пороков сердца с частотой 1: 1.5 случаев на 5000 живорождений в США.
Для лечения требуется три операции, чтобы перенаправить кровоток, чтобы правый желудочек мог поддерживать всю работу, которую должно выполнять сердце.
Необычное давление, которое выдерживает восстановленное сердце, а также другие факторы могут привести к сердечной недостаточности, которая требует трансплантации органов для лечения.
В течение нескольких лет ученые пробовали различные способы использования собственных стволовых клеток человека, чтобы помочь заживить поврежденное сердце. Большинство первых попыток не увенчались успехом, особенно у взрослых. Однако у детей сердечные ткани продолжают расти, что вселяет в ученых больше надежд на то, что терапия стволовыми клетками или другие методы лечения могут помочь улучшить повседневное здоровье и продолжительность жизни.
Цель лечения: FN1
Гу и его коллеги обнаружили, что ген фибронектина (FN1) значительно подавляется в эндокарде HLHS. Различные генетические аномалии в совокупности препятствуют образованию FN1, что приводит к нарушению формирования клапана и плохому росту и созреванию кардиомиоцитов.
"Наши открытия открывают новый аспект патогенеза HLHS и альтернативный подход к раннему вмешательству и регенерации сердца при HLHS," Гу говорит.
Учитывая, что редактирование генов плода не подходит для младенцев, необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, можно ли разработать лечение для замены недостающих функций FN1 в HLHS для использования после рождения ребенка.
"Значение этого открытия заключается в том, что, открыв роль этого гена, мы теперь имеем цель для будущих исследований," Гу говорит.