Исследователи UCLA впервые выявили происхождение иммунной клетки, которая играет решающую роль в формировании здоровых клапанов сердца. Полученные результаты могут проложить путь к новым методам лечения нарушений сердечного клапана, которые могут быть вызваны врожденными дефектами, старением или болезнями.
Исследование возглавил доктор Ацуши Накано, Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе. Основываясь на предыдущих исследованиях Накано, которые показали, что эмбриональная трубка сердца производит клетки-предшественники крови, новое исследование показало, что эти клетки, в свою очередь, генерируют специализированные иммунные клетки, называемые макрофагами. Исследование также показало, что эти макрофаги сердечного происхождения особенно искусны в потреблении избыточных тканей, что делает их незаменимыми для формирования и обслуживания сердечных клапанов.
Человеческое сердце имеет четыре клапана - тонкие мембраны из папиросной бумаги, которые постоянно открываются и закрываются, чтобы контролировать поток крови через сердце. Когда клапаны не работают как следует, нарушен поток крови к телу, что напрягает сердце и может привести к остановке сердца, ходу или неожиданной смерти.
Когда клапаны серьезно повреждены, единственный вариант – замена хирургическим путем, считает Накано.
В настоящее время у врачей есть два варианта замены клапанов: механические клапаны, которые требуют пожизненного использования разжижающих кровь лекарств, и биологические клапаны, которые сделаны из ткани сердца коровы, свиньи или человека. Они обычно нуждаются в замене каждые 10-15 лет.
Поскольку запасные клапаны часто требуют замен, особенно у детей, потому что они растут. Как правило, их приходится менять несколько раз, прежде чем ребенок достигнет зрелости. Все это, по мнению Накано, требует новых методов лечения клапанных расстройств.
В исследовании 2013 года с использованием мышей Накано и его коллеги в лаборатории обнаружили, что трубка сердца - форма, которую эмбриональное сердце принимает до того, как оно начинает качать кровь - способствует производству ранних клеток крови организма, которые называются клетками-предшественниками крови. Так же, как стволовые клетки могут формировать любой тип клеток в организме, клетки-предшественники крови могут создавать несколько различных типов крови и иммунных клеток. Но в отличие от стволовых клеток, прогениторные клетки крови не способны к самообновлению на протяжении всей жизни организма.
В новом исследовании, в котором также использовались мыши, команда исключила другие клетки крови и иммунные клетки из уравнения, удалив сердечную трубку, прежде чем она начала перекачивать кровь и продолжать свой рост в лабораторной посуде. Не имея циркулирующей крови для загрязнения образца, группа отметила, что клетки-предшественники крови, полученные из сердца, производят макрофаги.
Макрофаги живут в тканях и путешествуют по всему телу в крови, выискивая и потребляя вредные, поврежденные или ненужные клетки. Предыдущие исследования показали, что макрофаги существуют в сердечных клапанах, но команда Накано была первой, кто обнаружил их роль там: поедание избыточных клеток, чтобы сделать клапаны тонкими и гиперэффективными. Этот процесс начинается в развивающемся эмбрионе и продолжается после рождения. Макрофаги остаются в клапанах, чтобы поддерживать их в форме на протяжении всего жизненного цикла.
Макрофаги, как известно, существуют в сердечных клапанах, но когда они прибыли туда и откуда они пришли и как они развиваются в сердечной трубке, по словам Накано, пока неизвестно.
Накано сказал, что надеется, что это открытие проложит путь к более постоянному решению проблем с сердечным клапаном, возможно, путем повышения или ингибирования активности макрофагов сердца, чтобы регулировать образование сердечного клапана.
Следующим шагом для лаборатории Накано будет определение того, могут ли результаты быть воспроизведены у людей.
