Протеиновая заплатка восстанавливает сердце после инфаркта

Видео: Как использовать углеводное окно для набора массы?

Ученые из Стэнфордского университета разработали протеиновую заплатку, которая восстанавливает повреждения сердца, вызванные инфарктом миокарда у лабораторных мышей и свиней.

Первые клинические испытания на людях могут быть начаты уже в 2017 году.

Профессор Пилар Руиз-Лозано (Pilar Ruiz-Lozano) из Стэнфордского университета в Калифорнии опубликовал результаты своей работы над протеиновой заплаткой в журнале Nature.

Напомним, что при инфаркте миокарда клетки сердечной мышцы (кардиомиоциты) испытывают кислородное голодание и погибают. У взрослых млекопитающих кардиомиоциты не могут полностью регенерировать после инфаркта, поэтому на месте погибших клеток образуется нефункциональная рубцовая ткань, а сердце работает уже не так, как прежде.

В настоящее время не существует одобренных методов лечения, которые могли бы восстановить поврежденный участок миокарда. Между тем, только в Соединенных Штатах инфаркт миокарда ежегодно переносят около 735 000 человек, нередко с тяжелыми последствиями.



В ходе своего исследования профессор Руиз-Лозано и его коллеги разработали уникальную биологическую заплатку, которая заставляет кардиомиоциты регенерировать.

Проведенные ранее опыты на рыбках данио-рерио, чьи сердца способны регенерировать, позволили ученым установить, что эпикард (внутренний листок перикарда) играет ключевую роль в самовосстановлении кардиомиоцитов.



«Мы обнаружили, что содержащиеся в эпикарде протеины стимулируют регенерацию клеток сердечной мышцы», - говорит Руиз-Лозано.

Заплатка с протеином FSTL1 восстанавливает сердце

Ученые использовали метод масс-спектрометрии, чтобы проанализировать белковый состав клеток эпикарда, которые, как оказалось, продуцируют свыше 300 различных протеинов. В результате долгой и кропотливой работы им удалось вычислить протеин, который отвечает за регенерацию сердечной мышцы у млекопитающих.

Им оказался протеин под названием фоллистатин-подобный белок 1, или FSTL1 (Follistatin-like 1). Хотя он играет ведущую роль в регенерации миокарда, концентрация данного протеина в эпикарде сразу после инфаркта уменьшается, что не позволяет сердцу самовосстанавливаться.

Затем ученые задались вопросом, как можно увеличить концентрацию этого белка в пораженном участке сердца. Оптимальным решением оказалась коллагеновая заплатка, насыщенная FSTL1. При наложении заплатки на сердце протеин постепенно высвобождается, достигая миокарда и запуская процесс самовосстановления.
В ходе экспериментов на сердцах мышей и свиней, которые были повреждены инфарктом, ученые сумели добиться регенерации миокарда и роста новой сосудистой сетки уже через 2-4 недели. Это существенно улучшало функцию сердца животных и увеличивало выживаемость, даже если заплатка была наложена через неделю после перенесенного инфаркта.

Соавтор исследования Марк Меркола (Mark Mercola), профессор биоинжиниринга UCSD, восхищен возможностями протеиновой заплатки и называет ее «клинически ценной» и «привлекательной» опцией лечения инфаркта. Он отмечает, что протеиновая заплатка бесклеточная. На практике это означает, что она не вызовет отторжения и не требует приема иммуносупрессоров.

Профессор Руиз-Лозано верит, что их революционный подход к лечению инфаркта уже в ближайшие несколько лет будет применен в клинической практике: «Наши данные говорят о том, что потеря эпикардиального FSTL1 – серьезный недостаток природных адаптивных механизмов сердца млекопитающих. Введение этого протеина может стать эффективным методом регенерации клеток миокарда после инфаркта и будет иметь огромное клиническое значение. Уже через два года мы сможем приступить к клиническим испытаниям протеиновой заплатки на людях, а там недалеко и до внедрения в практику».