Больное сердце всё ещё может исцелиться: исследование

В здоровом сердце скорость регенерации сердечных клеток составляет около 0,5% в год, но этот показатель резко снижается после инфаркта или других травм.

Однако исследователи обнаружили, что отказывающее сердце, оснащённое устройством, помогающим ему перекачивать кровь, может восстанавливаться со скоростью 3,1% в год — примерно в шесть раз выше, чем скорость обновления здоровых сердец.

«На протяжении десятилетий преобладало мнение, что сердце взрослого человека не способно регенерировать значительное количество клеток сердечной мышцы, из-за чего восстановление сердечной функции после инфаркта казалось невозможным», — сообщил The Epoch Times по электронной почте доктор Маршалл Рунге, исполнительный вице-президент по медицинским вопросам Мичиганского университета, который не принимал участия в исследовании.

В результате большая часть исследований по восстановлению сердца была сосредоточена на пересадке стволовых клеток, генной терапии и методах тканевой инженерии. Тем не менее эти методы ещё не достигли значительного успеха в терапии людей.

«Это исследование даёт удивительную новую надежду пациентам с сердечной недостаточностью», — говорит Рунге.

Сердечный насос запускает механизм восстановления сердца

В исследовании, опубликованном в журнале Circulation в конце ноября, были проанализированы ткани сердца пациентов с сердечной недостаточностью и здоровых людей.

Исследователи из Каролинского института, ведущего медицинского исследовательского университета в Швеции, обнаружили, что после травмы сердца скорость обновления сердца снижается в 18-50 раз. Он снижается до 0,01% у людей, страдающих сердечной недостаточностью из-за затвердевания артерий и снижения кровотока. Скорость обновления снижается до 0,03% у пациентов с неишемической кардиомиопатией, которая возникает при травме сердца, не связанной с уменьшением кровотока.

Само по себе сердце не способно обновляться в достаточной степени. По умолчанию оно пытается восстановить себя, производя больше ДНК, но это может сделать клетки менее эффективными, поскольку клетки с большим количеством ДНК и ядер требуют больше энергии и, следовательно, более уязвимы к повреждениям.

Однако исследователи обнаружили, что у пациентов, в сердца которых был установлен аппарат помощи левому желудочку (LVAD) — имплантированный хирургическим путём механического насоса, помогающий сердцу циркулировать кровь и облегчающий нагрузку на отказывающее сердце, — способность к регенерации была в шесть раз выше, чем у здоровых людей.

Авторы обнаружили, что такое вмешательство приводит к процессу, известному как обратное ремоделирование, при котором отказывающее сердце подвергается структурным, клеточным и молекулярным улучшениям.

«Известно, что у некоторых пациентов с LVAD функция сердца восстанавливается настолько, что им больше не требуется трансплантация, а в редких случаях они даже удаляют LVAD, — говорит Рунге. — Несмотря на множество теорий, механизм, лежащий в основе этого явления, остаётся неясным».

Исследователи предполагают, что механическая разгрузка, или помощь, которую оказывает LVAD, обращает вспять вредные цепочки химических реакций в повреждённых клетках. Это предотвращает процессы, которые повреждают ДНК и останавливают образование новых клеток. Таким образом, механическая разгрузка создаёт более благоприятную среду для регенерации клеток сердечной мышцы.

В исследовании это привело к тому, что сердечные клетки стали меньше, с меньшим количеством митохондрий, что свидетельствует о снижении потребности в энергии и уменьшении стресса клеток.

Авторы также обнаружили, что у пациентов с LVAD было больше молодых клеток, что можно определить по датировке рождения по углероду-14 (14 °C).

Углерод-14 в организме образуется из радиоактивного 14 °C, вдыхаемого из атмосферы. Радиоактивный 14 °C попал в воздух во время холодной войны в результате испытаний ядерных бомб, и с тех пор его количество постепенно уменьшается.

Таким образом, старые клетки сердца были созданы, когда концентрация 14 °C в атмосфере была выше, и, следовательно, содержат больше 14 °C. Между тем в более молодых клетках его меньше в ДНК.

С каждым годом вновь образующиеся клетки содержат всё меньше этого углерода, что позволяет исследователям отличать старые, долгоживущие клетки от новых, давая представление о том, как часто происходит замена клеток.

Будущие терапевтические возможности

Открытие скрытой способности сердца к регенерации при определённых условиях, таких как механическая разгрузка, открывает путь к созданию целевых терапий, направленных на усиление этого внутреннего механизма восстановления.

По словам Рунге, это открытие является «монументальным» по двум причинам. «Во-первых, она помогает объяснить, как функция сердца может улучшаться во время поддержки LVAD; а во-вторых, она открывает дверь к пониманию того, что отличает эти регенерирующие клетки», — написал он в своём электронном письме.

«С учётом достижений генетической медицины и искусственного интеллекта это открытие раскрывает захватывающие возможности для разработки более эффективных и долгосрочных методов лечения сердечной недостаточности. Эти методы лечения могут спасти жизни, уменьшить потребность в донорских сердцах и решить проблемы, связанные со сложной и дорогостоящей трансплантацией».

Исследователи надеются, что их результаты вдохновят на дальнейшие исследования, направленные на раскрытие молекулярных механизмов восстановления миокарда и определение стратегий, способствующих этому восстановлению.