Ученые сообщили об открытии нового типа клеток в сердцах рыб

Исследователи выявили у рыб данио-рерио новый тип клеток, окружающих кровеносные сосуды сердца, которые могут способствовать их росту. Это открытие поможет глубже понять восстановление поврежденной сердечной ткани и может быть использовано для разработки новых методов лечения людей. Данную информацию сообщает портал Известия.

Ученые проводили исследования, сосредоточенные на развитии сердца данио-рерио и его способности к восстановлению после повреждений. Эти рыбы известны своей способностью к регенерации сердечной ткани, что делает их идеальной моделью для изучения механизма восстановления.

Для эффективного восстановления сердечной мышцы необходимо обеспечить ее кровоснабжение. Новые клетки требуют кислорода, который поступает через сосуды. Исследователи заинтересовались тем, как организм регулирует рост сердечной ткани и сосудистой сети, а также какие клетки участвуют в этом процессе.

Цзинли Цао, специалист по клеточной биологии из Weill Cornell Medicine, отметил, что конечная цель их работы заключается в восстановлении поврежденного сердца у человека. Важно научиться восстанавливать сосуды в нужное время и в нужном месте. Команда сосредоточилась на клетках эпикарда — наружного слоя сердца. Ранее было установлено, что эпикард играет важную роль в восстановлении сердца после травмы, предоставляя клетки и выделяя необходимые для регенерации сигналы.

Эпикард представляет собой тонкий наружный слой сердца, содержащий клетки-предшественники, которые могут превращаться в специализированные клетки. После повреждения сердца у данио-рерио активируются некоторые из этих предшественников, участвуя в восстановлении тканей и сосудов.

В новом исследовании ученые стремились выяснить, что направляет эти клетки к определенной специализации. Команда проанализировала, какие гены активируются в клетках эпикарда после повреждения. Также они проследили происхождение клеток и их превращение. Особое внимание было уделено гену scxa, который участвует в производстве белка, регулирующего работу других генов и специализацию клеток-предшественников.

Исследователи обнаружили, что часть клеток с активным scxa превращается в новый тип клеток, расположенных вокруг сосудов сердца, называемых периваскулярными. Эти клетки отличаются от других известных клеток, поддерживающих сосудистую стенку, и, по мнению ученых, помогают стабилизировать сосудистую сеть и участвуют в ее перестройке во время развития сердца и восстановления после травмы.

Новые клетки связаны с выработкой коллагена XVIII, который входит в состав окружающих клеток. Из этого белка может образовываться эндостатин — фрагмент, способный ограничивать образование сосудов. Ученые предполагают, что этот механизм контролирует рост сосудистой сети, позволяя формировать достаточное количество сосудов и вовремя ограничивать их разрастание.

В экспериментах было установлено, что нарушение работы scxa приводит к увеличению плотности сосудистой сети, что подтверждает его роль в регуляции роста. Однако ученые подчеркивают, что необходимо дополнительно проверить роль коллагена и эндостатина в этом механизме.

Исследователи также обнаружили связь с гипоксией — недостатком кислорода. В таких условиях активность scxa возрастает, что, по их модели, направляет часть клеток-предшественников к образованию клеток, поддерживающих сосуды. Таким образом, недостаток кислорода может служить сигналом, запускающим изменения в клетках эпикарда.

Перенести результаты на человека пока невозможно. У людей есть родственный ген SCX, но ученые еще не выяснили, используют ли клетки человеческого эпикарда его так же, как клетки данио-рерио. Более того, после повреждения сердца у млекопитающих SCX может активироваться в фибробластах, что может привести к различным результатам.

Это особенно актуально для исследований восстановления сердца после инфаркта, когда кровоток к участку сердечной мышцы блокируется, и ткани не получают достаточно кислорода. Команда Цао изучает выращенные в лаборатории человеческие клетки эпикарда и сердечные органоиды — трехмерные клеточные модели, которые воспроизводят свойства сердечной ткани.

В будущем исследователи надеются использовать активированные клетки для создания «биологической повязки», которая могла бы поддерживать контролируемый рост сердечной ткани и сосудов в месте повреждения. Однако это пока остается направлением лабораторной работы, а не готовым методом лечения.

Цао отметил, что восстановление сердца вряд ли будет зависеть от одного «волшебного фактора». Обнаруженные клетки и связанный с ними механизм предоставляют ученым новую возможность для изучения регенерации.

Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX