Медики назвали жизненоважный орган, который способен регенерироваться

Исследователи из группы Bakkers в Институте Hubrecht успешно восстановили поврежденные мышиные сердца с помощью белка из данио-рерио. Они обнаружили, что белок Hmga1 играет ключевую роль в регенерации сердца у данио-рерио. У мышей этот белок смог восстановить сердце, активируя спящие гены восстановления, не вызывая побочных эффектов, таких как увеличение сердца.

Это исследование знаменует собой важный шаг на пути к регенеративной терапии для предотвращения сердечной недостаточности. Результаты были опубликованы в журнале Nature Cardiovascular Research в январе 2025 года.

Підписуйтеcь на наш Telegram-канал Lenta.UA - ЄДИНІ незалежні новини про події в Україні та світі

После сердечного приступа человеческое сердце теряет миллионы мышечных клеток, которые не могут восстановиться. Это часто приводит к сердечной недостаточности, когда сердцу становится трудно эффективно перекачивать кровь. В отличие от людей, данио-рерио вырабатывают новые клетки сердечной мышцы: они обладают способностью к регенерации. Когда сердце данио-рерио повреждено, оно может полностью восстановить свою функцию в течение 60 дней.

«Мы не понимаем, почему некоторые виды могут восстанавливать свои сердца после травм, а другие нет», — объясняет руководитель исследования Йерун Баккерс. «Изучая данио-рерио и сравнивая их с другими видами, мы можем раскрыть механизмы регенерации сердца. Это в конечном итоге может привести к терапии, которая предотвратит сердечную недостаточность у людей».

Белок, который восстанавливает повреждения

Исследовательская группа выявила белок, который обеспечивает восстановление сердца у данио-рерио. «Мы сравнили сердце данио-рерио с сердцем мыши, которое, как и человеческое сердце, не может регенерировать», — говорит Деннис де Баккер, первый автор исследования.

«Мы рассмотрели активность генов в поврежденных и здоровых частях сердца», — объясняет он. «Наши результаты показали, что ген белка Hmga1 активен во время регенерации сердца у данио-рерио, но не у мышей. Это показало нам, что Hmga1 играет ключевую роль в восстановлении сердца».

Обычно белок Hmga1 важен во время эмбрионального развития  когда клеткам нужно много расти. Однако во взрослых клетках ген этого белка выключен.

Устранение «препятствий»

Исследователи исследовали, как работает белок Hmga1. «Мы обнаружили, что Hmga1 устраняет молекулярные «препятствия» на хроматине», — объясняет Мара Боуман, соавтор первой статьи.

Хроматин — это структура, которая упаковывает ДНК. Когда он плотно упакован, гены неактивны. Когда он распаковывается, гены могут снова стать активными. «Hmga1 расчищает путь, так сказать, позволяя спящим генам вернуться к работе», — добавляет она.

От рыб к млекопитающим

Чтобы проверить, работает ли белок аналогичным образом у млекопитающих, исследователи применили его локально к поврежденным сердцам мышей. «Результаты были замечательными: белок Hmga1 стимулировал клетки сердечной мышцы делиться и расти, значительно улучшая функцию сердца», — говорит Баккерс.

Удивительно, но деление клеток происходило только в поврежденной области — именно там, где требовалось восстановление.

«Не было никаких побочных эффектов, таких как чрезмерный рост или увеличение сердца. Мы также не увидели никакого деления клеток в здоровой сердечной ткани», — подчеркивает Боуман. «Это говорит о том, что само повреждение посылает сигнал для активации процесса».

Затем команда сравнила активность гена Hmga1 у данио-рерио, мышей и людей. В человеческих сердцах, как и у взрослых мышей, белок Hmga1 не вырабатывается после сердечного приступа. Однако ген Hmga1 присутствует у людей и активен во время эмбрионального развития.

«Это создает основу для генной терапии, которая может раскрыть регенеративный потенциал сердца у людей», — объясняет Баккерс.

Что дальше?

Эти результаты открывают двери для безопасной, целенаправленной регенеративной терапии, но предстоит еще много работы. «Нам нужно усовершенствовать и протестировать терапию дальше, прежде чем ее можно будет внедрить в клинику», — говорит Баккерс.

«Следующий шаг — проверить, работает ли белок также на клетках сердечной мышцы человека в культуре. Для этого мы сотрудничаем с UMC Utrecht, и в 2025 году программа Summit (DRIVE-RM) начнет более глубоко изучать регенерацию сердца».

Это исследование объединило ученых из Института Хубрехта и других. Оно проводилось в рамках консорциума OUTREACH и является сотрудничеством между научно-исследовательскими институтами и всеми академическими больницами, участвующими в лечении пациентов с врожденными пороками сердца в Нидерландах.

«Обычно наша группа фокусируется только на данио-рерио», — говорит Боуман. «Но чтобы понять, как наши открытия можно применить к млекопитающим, мы сотрудничали с группой Ван Рооя и группой Кристоффельса (Амстердамский университетский медицинский центр), экспертами в области исследований мышей. Благодаря Single Cell Core в Институте Хабрехта мы смогли изучить регенерацию сердца на детальном уровне».

«Нам очень повезло, что мы смогли организовать это сотрудничество», — продолжает Боуман. «Это позволяет нам переносить открытия, сделанные на данио-рерио, на мышей и, надеемся, в конечном итоге на людей. Мы так много узнаем от данио -рерио и его замечательной способности регенерировать свое сердце».

Фото: pixabay.com

Важливо! Матеріал підготовлений на підставі останніх, науково перевірених та актуальних досліджень у сфері медицини. Матеріал, підготовлений журналістом «Lenta.UA», має виключно інформаційний характер і не є закликом до дії чи підстави для встановлення медичного діагнозу. Всі рішення щодо здоров'я повинні бути обов'язково узгоджені з Вашим лікарем, закликаємо обов'язково звертатися до фахівців.