Кредит: Alexandru Acea на Unsplash.

мрежите

Превключването на това, което енергийните централи на сърдечните клетки консумират за енергия, може да помогне на сърцето да се регенерира, когато клетките умрат, предполага ново проучване, ръководено от UT Southwestern изследователи. Констатацията, публикувана на 20 февруари 2020 г., Nature Metabolism, може да отвори изцяло нови пътища за лечение на различни състояния, при които сърдечният мускул се уврежда, включително сърдечна недостатъчност, причинена от вируси, токсини, високо кръвно налягане или инфаркти.

Настоящите фармацевтични лечения за сърдечна недостатъчност - включително АСЕ инхибитори и бета-блокери - са съсредоточени върху опитите да се спре порочен кръг на загуба на сърдечен мускул, тъй като щамът допълнително уврежда останалия сърдечен мускул, причинявайки повече клетки да умрат, обяснява изследователят от Югозападен ЮТ от Хешам А. Садек, Д-р, доктор, д-р J. Fred Schoellkopf, младши по кардиология. Няма съществуващи лечения за възстановяване на сърдечния мускул.

Преди девет години Садек и колегите му откриха, че сърцата на бозайниците могат да се регенерират, ако са повредени през първите няколко дни от живота, стимулирани от разделянето на кардиомиоцитите, клетките, отговорни за съкратителната сила на сърцето. Този капацитет обаче е напълно загубен на 7 дни, внезапна повратна точка, при която разделянето на тези клетки драстично се забавя.

Последващите изследвания показват, че тази промяна в регенеративния капацитет изглежда се дължи поне отчасти на увреждащите свободни радикали, генерирани от органели, известни като митохондрии, които захранват клетките. Тези свободни радикали увреждат ДНК на клетките, явление, наречено ДНК увреждане, което ги подтиква да спрат да се делят.

Промяната в производството на свободни радикали изглежда е предизвикана от промяна в това, което митохондриите в кардиомиоцитите консумират за енергия, обяснява Садек. Въпреки че митохондриите разчитат на глюкозата в утробата и при раждането, те преминават към мастни киселини в дните след раждането, за да използват тези енергийно плътни молекули в кърмата.

Садек и колегите му се чудеха дали принуждаването на митохондриите да продължават да консумират глюкоза може да възпрепятства увреждането на ДНК и от своя страна да удължи прозореца за регенерация на сърдечните клетки. За да проверят тази идея, изследователите са опитали два различни експеримента.

В първата те следваха малки кученца, чиито майки бяха генетично променени, за да произвеждат нискомаслена кърма и които се хранеха с нискомаслена чау след отбиване. Изследователите установили, че сърцата на тези гризачи поддържат регенеративен капацитет седмици по-късно от нормалното, като техните кардиомиоцити продължават да експресират гени, свързани с клетъчното делене, за значително по-дълъг прозорец от тези, хранени с диета с редовно кърма и чау. Този ефект обаче не продължи до зряла възраст - черният им дроб в крайна сметка компенсира дефицита чрез синтезиране на мазнините, които липсваха в диетите им, което значително намали регенеративната способност на сърцата им.

Във втория експеримент изследователите създадоха генетично променени животни, при които изследователите могат да изтрият ензим, известен като пируват дехидрогеназа киназа 4 (PDK4), необходим на митохондриите на сърдечните клетки за смилане на мастни киселини. Когато изследователите доставят лекарство, за да изключат производството на PDK4, кардиомиоцитите на животните преминават към консумация на глюкоза вместо мастни киселини, дори в зряла възраст. След като изследователите симулират сърдечен удар, тези животни са имали подобрение в сърдечната функция, което е придружено от маркери в генната експресия, което предполага, че техните кардиомиоцити все още активно се делят.

Садек отбелязва, че тези открития предоставят принципно доказателство, че е възможно да се отвори отново прозорецът за регенерация на сърдечните клетки чрез манипулиране на това, което митохондриите на кардиомиоцитите консумират за енергия.

„В крайна сметка“, казва той, „може да е възможно да се разработят лекарства, които променят това, което ядат кардиомиоцитите, за да ги накарат да се разделят отново, обръщайки сърдечната недостатъчност и представлявайки истинско лечение“.

Справка: Cardoso et al. (2020 г.). Използването на митохондриален субстрат регулира прогресията на клетъчния цикъл на кардиомиоцитите. Природен метаболизъм. DOI: https://doi.org/10.1038/s42255-020-0169-x.

Тази статия е публикувана повторно от следните материали. Забележка: материалът може да е редактиран по дължина и съдържание. За допълнителна информация, моля, свържете се с цитирания източник.