Ученые Медицинского научно-исследовательского института Сэнфорда-Бернема (Sanford-Burnham Medical Research Institute) открыли важнейшую молекулу-«переключатель», подавление которой инициирует дифференцировку стволовых клеток в клетки сердечной мышцы – кардиомиоциты. До сих пор центральный механизм, определяющий эту трансформацию, оставался неизвестным. В статье, опубликованной в журнале Genes & Development, показано, как определенный сигнал из окружающей клетку среды активирует гены, «заставляющие» стволовую клетку дифференцироваться в кардиомиоцит.

«Сегодня мы не можем создавать новые мышцы для людей с больным сердцем. Единственным способом замены поврежденной мышцы является пересадка сердца», – говорит руководитель исследования профессор Марк Меркола (Mark Mercola), PhD, директор программы развития и регенерации мышц в Sanford-Burnham. «Наша цель состоит в том, чтобы понять процесс, помогающий восстановлению клеток сердца, и разработать стимулирующие его препараты. Теоретически это снимает необходимость пересадки сердца».

В сотрудничестве с лабораторией Пьера Лоренцо Пури (Pier Lorenzo Puri), MD, PhD, ученые установили, что блокирование трансформирующего ростового фактора бета (transforming growth factor beta, TGF-beta) – белка, контролирующего клеточную пролиферацию и дифференцировку, – инициирует включение в стволовых клетках специфических генов кардиомиоцитов, направляя, тем самым, развитие стволовых клеток в клетки сердечной мышцы.

Блокирование TGF-beta оказывает специфическое воздействие на ДНК стволовых клеток, изменяя трехмерную структуру их хромосом и делая доступными гены мышечных клеток для молекулярных механизмов, считывающих генетический код и синтезирующих специфические для мышц белки.

Лаборатория доктора Пури занимается изучением ядерных механизмов, ремоделирующих структуру хромосом, в то время как профессор Меркола работает над молекулярными сигналами, управляющими развитием сердечной мышцы. Объединив усилия, ученые связали ключевые внешние факторы, дающие направление развитию стволовых клеток, с ремоделированием хромосом и, таким образом, определили «переключатель», превращающий стволовые клетки в клетки мышцы.

Значение этого открытия для борьбы с сердечно-сосудистыми заболеваниями заключается в том, что теперь повысить способность сердца к самовосстановлению – другими словами, активировать дифференциацию стволовых клеток в кардиомиоциты – можно, используя препараты, блокирующие TGF-beta. Группа профессора Мерколы уже разработала один такой потенциальный препарат, сообщив об этом в прошлом году в журнале Cell Stem Cell. Сейчас этот препарат испытывается на животных с моделью инфаркта миокарда.

Оригинальная статья

Coordinate Nodal and BMP inhibition directs Baf60c-dependent cardiomyocyte commitment