Регенерация клеток сердца в норме и при патологии

Регенерация клеток сердца в норме и при патологии

Авторы статьи:

Кибакин Д.В.

Трофимов А.Д.

Аннотация.

В научной статье изложены современные научно-медицинские представления о способности клеток сердца регенерировать. Научная ценность этой статьи обусловлена актуальностью поиска решения проблем с сердечно-сосудистой системой, связанная с новыми открытиями в области клеточной терапии и связанных с ней экспериментальных областей кардиомедицины.

Введение.

В настоящее время заболевания сердечно-сосудистой системы - одна из главных проблем здравоохранения, как в России, так и в других странах. Болезни данного спектра являются основной причиной смерти людей во всём мире. Явление омоложения болезни сердца связано с глобальной индустриализацией, включающей в себя урбанизацию и технический прогресс, результатом которой являются напряженная экологическая и экономическая ситуации. Терапия, связанная со способностью клеток сердца восстанавливаться, открывает новые возможности лечения сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), таких как сердечная недостаточность и ишемическая болезнь сердца. В нашей статье, мы попытались резюмировать информацию о резидентных стволовых клетках сердца (СКС) и их потенциальном применении в лечении сердечных заболеваний.

Основная часть.

До недавнего времени считалось, что кардиомиоциты (КМЦ) не способны к пролиферации, а сердце является терминально дифференцированным органом [7]. Однако, техническое усовершенствование эмпирических методов исследования позволило опровергнуть эти представления. Были выявлены отдельные КМЦ, способные к митозу и пролиферации, тогда как в сердце млекопитающих (в физиологических условиях) большинство КМЦ не способно делиться. Например, одно из современных исследований в этой области показало, что пролиферация КМЦ останавливается у мышей сразу после рождения, у крыс – на 3-4-й день, а у человека – не позже 7-го месяца после рождения [6,13,19].

Последующее открытие 2010 года (с использованием радиоуглеродного метода) уточнило, что около 1% клеток сердца взрослого человека обновляется в течение одного года, и 45% КМЦ образуются к 50-ти годам [12]. Это позволило учёным сделать вывод о том, что обновление кардиомиоцитов происходит не только при заболеваниях сердца, но и в норме для поддержания клеточного гомеостаза [17].

После многочисленных исследований возник вопрос о происхождении КМЦ, способных к делению. Было выдвинуто несколько гипотез, одна из которых предполагает наличие популяций резидентных стволовых клеток (СК) в сердце. С теоретической точки зрения, терапия с использованием этих клеток может стать перспективным подходом к лечению ССЗ [1,2].

Собрав обширную базу исследований, было выделено несколько видов популяций резидентных стволовых клеток сердца (СКС), классифицирующихся в зависимости от способа выделения и экспрессии поверхностных маркеров [15]. Такими популяциями являются:

• SP-популяция [16];
• С-kit-позитивные резидентные клетки сердца [5,11];
• Клетки, образующие кардиосферы [3,18];
• Sca-1-клетки [14];
• Islet-1-популяция [8].

Необходимо отметить, что ни одну из представленных выше популяций нельзя выделить как наиболее эффективную. Учёные предполагают, что они являются субпопуляциями одной большой группы резидентных СКС [2].

Открытие популяций резидентных СКС послужило предпосылкой для начала экспериментов по оценке их функциональной активности и способности регенерировать миокард при введении в организм. Механизм этих экспериментов заключался в введении субпопуляций резидентных СКС в ткани подопытных мышей и крыс при моделировании у них повреждения ткани сердца (инициация инфаркта миокарда) и дополнительных условиях эксперимента (иммунодефицитность мышей, введение фосфатно-солевого буфера в миокард) [4,5,9,10,18]. Дальнейший гистологический анализ ткани в экспериментах показывал положительную динамику: уменьшение зоны инфаркта, поддержание сократительной функции сердца, положительное ремоделирование сердечной стенки, улучшение функции ишемизированного миокарда.