Как клетки костного мозга восстанавливают сердце

Канадские ученые из McEwen Centre for Regenerative Medicine at Toronto General Hospital открыли, что поврежденное (например, при инфаркте) сердце подает сигналы, в ответ на которые мобилизуются специальные клетки костного мозга, управляющие восстановлением этих повреждений.

Эти клетки стимулируют рост новых кровеносных сосудов в сердце, в результате чего восстанавливаются его функции. Если процессы регенерации идут в сердце достаточно интенсивно, это может предотвратить развитие застойной сердечной недостаточности – одной из главных причин смертности пациентов, переживших инфаркт.

Это исследование ведет к возможности управлять процессами восстановления сердца, используя нужные сигналы и клетки костного мозга.

Ученые проводили эксперименты на мышах, генетически меченых зеленым флуоресцентным красителем – это позволяло проследить за любой из их клеток. На этих мышах было показано, что в ответ на «сигналы бедствия» от инфарктного сердца быстро мобилизуется определенная популяция клеток костного мозга. Эти клетки выходят в кровоток и концентрируются в месте повреждения, где начинают выделять вещества, запускающие рост новых сосудов. На поверхности этих клеток присутствует молекула-маркер c-kit, играющая центральную роль в мобилизации этих клеток в ответ на полученный от сердца сигнал «SOS». Когда c-kit связывается с другой молекулой, фактором стволовых клеток, и происходит миграция к сердцу.

Когда для эксперимента брали мышей с дефектными c-kit-клетками костного мозга, эти клетки не двигались к месту повреждения, что сильно замедляло процессы регенерации. После инфаркта у таких мышей функция сердца стремительно ухудшалась, и через 42 дня сердце было расширено вдвое против нормального размера. Но если в костном мозге таких мышей удавалось восстановить популяцию нормальных c-kit-клеток, регенерация сердца после инфаркта и восстановление его функций шло нормально. Это объясняет полученные в клинических испытаниях данные об улучшении после трансплантации клеток костного мозга регенерации сердца и предотвращении сердечной недостаточности, вызванной инфарктом.

Результаты этого исследования объясняют и различия в развитии событий после инфаркта у разных пациентов – у одних идет восстановление, а у других развивается тяжелая сердечная недостаточность. Одна из причин этого – различия в содержании c-kit-клеток в костном мозге; количество этих клеток уменьшается с возрастом. Одним из способов улучшения результатов лечения может быть увеличение количества таких клеток у пациента; еще один способ – усиление идущего от сердца сигнала «SOS» за счет инъекции в область поражения генетически модифицированных клеток, вырабатывающих фактор стволовых клеток.

Материалы исследования опубликованы в статье "Cardioprotective c-kit+ cells are from the bone marrow and regulate the myocardial balance of angiogenic cytokines" The Journal of Clinical Investigation.