Стволовые клетки помогают лечить сердце неожиданным образом

Терапия стволовыми клетками помогает восстановить сердце после инфаркта неожиданным способом. При этом поврежденные и мертвые кардиомиоциты не заменяются новыми клетками, как предполагалось изначально.

Новое исследование показало, что в основе восстановления стволовыми клетками сердца после сердечного приступа лежат не биологические процессы, которые сегодня изучаются в продолжающихся клинических испытаниях, как первоначально предлагалось два десятилетия назад.

В опубликованной в Nature статье сообщается, что инъекция живых или даже мертвых стволовых клеток сердца в поврежденное сердце мышей провоцирует острый воспалительный процесс, который, в свою очередь, вызывает реакцию, подобную заживлению ран, улучшая механические свойства травмированной области.

Опосредованный макрофагами, клетками иммунной системы, вторичный процесс заживления восстанавливает сердечную функцию после инфаркта, согласно ведущему исследователю доктору Джеффри Молкентину (Jeffery Molkentin), директору Медицинского центра молекулярной сердечно-сосудистой микробиологии при детской больнице Цинциннати, профессору Медицинского института им. Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute, HHMI).

«Врожденный иммунный ответ резко изменил клеточную активность в поврежденном участке сердца так, что он зажил с менее выраженным рубцом и улучшенными сократительными свойствами», — сказал Молкентин. «Результаты нашего исследования очень просты и предоставляют важные новые данные для продолжающихся дебатов в области сердечно-сосудистой медицины».

Новая статья основана на исследовании 2014 года, опубликованном той же группой учёных, также в журнале Nature. Как и в предыдущей работе, текущая статья показывает, что инъекция c-kit-положительных стволовых клеток сердца в поврежденное сердце не работает в качестве метода регенерации кардиомиоцитов. Полученные результаты побудили Молькентина и его коллег сделать вывод, что необходимо «пересмотреть текущие запланированные клинические испытания на основе клеточной терапии, чтобы выяснить, как данное лечение может функционировать по-настоящему».

Неожиданное открытие

В исследовании использовались два типа стволовых клеток сердца, которые на сегодняшний день применяются в клинических испытаниях — мононуклеарные клетки костного мозга и клетки-предшественники кардиомиоцитов.

Проводя тесты и повторно проверяя полученные данные при различных условиях, исследователи с удивлением обнаружили, что, помимо инъекции двух типов стволовых клеток, введение мертвых клеток или даже инертного химического вещества зимозана также способствует улучшению состояния сердца, оптимизируя процесс заживления. Зимозан — это вещество, предназначенное для стимулирования врожденного иммунного ответа.

Исследователи сообщили, что лечение стволовыми клетками или зимозаном, протестированное в данном исследовании, изменило реакцию иммунных клеток, значительно уменьшив образование соединительной ткани внеклеточного матрикса в местах повреждения, а также улучшило механические свойства самого рубца.

Молкентин и его коллеги также обнаружили, что стволовые клетки и другие терапевтические вещества, такие как зимозан, должны вводиться непосредственно в область сердца, окружающую инфарктное повреждение. Это противоречит большинству прошлых клинических исследований на людях, при которых из соображений безопасности стволовые клетки просто вводили в систему кровообращения пациентов.

«Большинство текущих исследований также неправильно спланированы, поскольку в них используются инъекции клеток в кровеносную систему», — объяснил Молкентин. «Наши результаты показывают, что вводимый материал должен доставляться непосредственно в ткани сердца, граничащие с областью инфаркта. Именно там и происходит заживление, где макрофаги могут «творить свою магию»».

Взгляд в будущее

Молкентин сообщил, что его группа планирует изучать полученные результаты, чтобы найти способы использовать лечебные свойства стволовых клеток и соединений, которые были протестированы. Например, учёные намерены выяснить, как стволовые клетки сердца, клеточный дебрис и зимозан запускают острый врожденный иммунный ответ с участием макрофагов. Молкентин объяснил, что они проверят теорию, которая использует свойства избирательного заживления макрофагов, включая поляризованные макрофаги, которые обладают только целебными свойствами.

Дальнейшие исследования, по его словам, могут иметь важное значение для разработки будущих стратегий лечения.