Специальные клетки способствуют регенерации сердца у рыбок данио
Известно, что рыбки данио могут гибко регенерировать свои сердца после повреждения. Международная исследовательская группа под руководством профессора Надии Меркадер из Бернского университета теперь показывает, что определенные клетки сердечной мышцы играют центральную роль в этом процессе. Полученные данные могут быть использованы для запуска аналогичного процесса восстановления в сердце человека.
У млекопитающих, включая человека, сердечная мышца имеет очень ограниченную способность к восстановлению после травмы. После острого инфаркта миокарда миллионы клеток сердечной мышцы, называемых кардиомиоцитами, погибают и заменяются рубцом. В отличие от млекопитающих, другие позвоночные могут восстанавливаться после повреждения сердца гораздо лучше. Это относится к некоторым рыбам, включая рыбку данио — хорошо зарекомендовавшую себя модель в биомедицинских исследованиях, которая разделяет с человеком большинство своих генов.
Данио чрезвычайно хорошо подходят для изучения регенерации органов. После повреждения сердца кардиомиоциты данио могут делиться, а рубец заменяется новой сердечной мышцей. Группа Надии Меркадер из Института анатомии Бернского университета последние 10 лет занимается изучением клеточных механизмов регенерации сердца. Теперь исследователи показывают, что не все кардиомиоциты в сердце данио вносят равный вклад в регенерацию утраченной мышцы: существует специфическое подмножество кардиомиоцитов с повышенной регенеративной способностью. Исследование опубликовано в Cell Reports.
"Ремонтные клетки" активнее размножаются
Исследователи сотрудничали с Межфакультетским биоинформатическим подразделением Бернского университета, EMBL (Гейдельберг, Германия), CNIC (Мадрид, Испания) и Госпиталем Университарио Ла Пас (Мадрид, Испания). Используя трансгенные инструменты, Маркос Санде-Мелон, ведущий автор исследования, и его коллеги смогли идентифицировать в сердце данио небольшое подмножество кардиомиоцитов, помеченных экспрессией гена sox10, которое в ответ на повреждение размножалось активнее, чем остальные клетки миокарда. Эти клетки также отличались от остального миокарда своим профилем экспрессии генов, что указывало на то, что они представляют собой особую клеточную популяцию. Более того, экспериментальное удаление этой небольшой популяции клеток нарушало регенерацию сердца.
"Нам удалось идентифицировать специфическую популяцию клеток, которая во время регенерации работает эффективнее всех других клеток сердечной мышцы, и показать, что ее вклад в восстановление является существенным", — говорит Меркадер.
В продолжающихся исследованиях авторы хотели бы раскрыть роль sox10 в этой популяции клеток: "Мы хотим выяснить, может ли отсутствие такой популяции клеток sox10 у млекопитающих объяснять, почему их сердце плохо регенерирует", — объясняет Меркадер. Если это так, исследователи полагают, что это открытие может иметь большое значение для стимуляции процесса восстановления в сердце человека.