Новый метод поможет стволовым клеткам эффективно восстанавливать сердце после инфаркта
Исследование учёных из Калифорнийского университета в Дэвисе показало, что блокирование связанного с воспалением фермента sEH позволяет стволовым клеткам восстанавливать поврежденную ткань сердца.
Растворимая эпоксидгидролаза (англ. soluble epoxide hydrolase, sEH), фактор, играющий главную роль при запуске активации воспалительных процессов и ведущий к развитию хронического воспаления при заболеваниях легких и суставов. Теперь данный фермент оказался в центре внимания исследователей болезней сердца.
Авторы надеются, что их работа позволит разработать новый мощный класс соединений, способных предотвратить гибель клеток и рубцевание мышечной ткани, связанных с сердечной недостаточностью. Данные осложнения обычно характерны для сердечно-сосудистых заболеваний или инфаркта.
Результаты исследования, проведенного на мышах под руководством кардиолога Нипаван Чиамвимонват (Nipavan Chiamvimonvat), опубликованы в Stem Cells Translational Medicine.
«Теория применения стволовых клеток в лечении сердечно-сосудистых заболеваний была многообещающей, однако реальный прогресс оказался незначительным», — сказала Чиамвимонват. «Заболевания сердца сопровождаются воспалением, которое ухудшает выживаемость стволовых клеток».
Предыдущие исследования показали, что трансплантируемые в сердце стволовые клетки существенно истощаются за очень короткий период времени.
«Мы полагаем, что нашли способ убрать воспаление, предоставив стволовым клеткам шанс выжить и выполнить их регенеративную функцию», — сказала ведущий автор и исследователь в области сердечно-сосудистой медицины Падмини Сириш (Padmini Sirish).
Опасное заболевание
Возникновение сердечной недостаточности связанно с нарушением работы сердца, в результате чего понижается эффективность кровообращения и, как результат, ухудшается доставка кислорода во все отделы организма. Выживаемость пациентов через пять лет после постановки диагноза составляет около 45-60%. В США от данного заболевания страдают примерно 5,7 миллиона человек, а ежегодные затраты составляют почти 30 миллиардов долларов. К 2030 году оно может затронуть до 9 миллионов человек, а для лечения потребуется почти в 80 миллиардов долларов.
В клинической практике Чиамвимонват часто встречаются пациенты с сердечной недостаточностью, и ей трудно смириться с отсутствием эффективных лекарств, особенно для прогрессирующей болезни на более поздних стадиях.
На сегодняшний день лучшими методами лечения сердечной недостаточности терминальной стадии считаются хирургические операции — пересадка сердца или механической сердечной помпы.
Чиамвимонват надеется, что полученные ею результаты помогут создать двухэтапное лечение терминальной стадии сердечной недостаточности, которое будет сочетать в себе препарат, блокирующий sEH, с трансплантацией стволовых клеток.
Тестирование новой терапии
Чиамвимонват и ее команда провели практическую часть исследования на мышах, используя кардиомиоциты, которые были получены из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (иПСК) человека. ИПСК — это клетки, отобранные из ткани взрослого человека (обычно кожи или крови) и генетически модифицированные таким образом, чтобы обратить их развитие вспять и заставить функционировать как эмбриональные стволовые клетки, обладающие способностью образовывать все типы клеток.
Команда использовала специфический ингибитор фермента sEH — TPPU. Такой выбор был основан на результатах работы одного из соавторов настоящего исследования специалиста-онколога Брюса Хэммока (Bruce Hammock). Его лаборатория предоставила подробные исследования почти дюжины ингибиторов ферментов.
Исследователи изучили шесть групп мышей с индуцированным инфарктом. Группа, получившая лечение в виде комбинации ингибитора и иПСК человека, продемонстрировала лучшие результаты приживления и выживаемости трансплантированных стволовых клеток. У этой группы также было снижено рубцевание сердечной мышцы и улучшилась сердечная функция.
«Полученные нами результаты показывают, что кондиционирование кардиомиоцитов, полученных из иПСК человека совместно с ингибиторами sEH может улучшить выживание клеток в неблагоприятных условиях, а именно — в мышцах, поврежденных в результате инфаркта», — сказал Хэммок.
Последние этапы перед клиническими испытаниями
Чиамвимонват и ее команда намерены протестировать этот подход на исследовательской модели более крупных животных, чтобы лучше понять благоприятную роль TPPU. Учёные также собираются проверить эффективность метода в лечении других заболеваний сердца, включая фибрилляцию предсердий. Их конечная цель — запустить клинические испытания на людях, чтобы проверить безопасность лечения.