Исследование нестин-позитивных клеток в миокарде может помочь при разработке лекарства для почек и сердца

Ученые выяснили, что при заболеваниях почек клетки сердца — кардиомиоциты — подвергаются гипертрофии (увеличиваются в размере), кроме того, в миокарде возрастает выработка белка нестина — одного из маркеров сердечных стволовых клеток, отвечающих за восстановление сердечной мышцы после повреждения. К такому выводу авторы пришли, исследовав изменения в сердечной мышце, а также показатели ЭКГ у мышей с поражением почек. Полученные данные помогут при разработке лекарств от болезней почек и сердечно-сосудистой системы. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в International Journal of Molecular Sciences.

Ренокардиальный синдром четвертого типа — заболевание, при котором хроническая болезнь почек, часто возникающая при нарушении обмена жиров в организме, сахарном диабете 2 типа, повышенном артериальном давлении и других заболеваниях, может приводить к сердечной недостаточности. Хроническая болезнь почек, в свою очередь, может развиваться из-за обструктивной нефропатии — нарушения тока мочи, возникающего при стоянии камней в мочеточнике. В ответ на такое повреждение в сердечной мышце (миокарде) может запускаться два процесса: хроническое воспаление и фиброз (замещение миокарда соединительной тканью) или восстановление с участием стволовых клеток, одним из маркеров которых рассматривают белок нестин.

Исследователи из Московского государственного университета имени M.В. Ломоносова (Москва) изучили, какие морфофункциональные и молекулярные изменения происходят в сердце у самцов мышей c ренокардиальным синдромом четвертого типа, вызванным обструктивной нефропатией различной длительности. Кроме того, авторы оценили, какую роль нестин-положительные клетки играют в регенерации сердца.

Ученые провели эксперименты на трансгенных мышах, которых разделили на три группы: контрольные, с 14- и 28-суточной перевязкой мочеточника. Перевязку мочеточника сделали, чтобы смоделировать нарушение тока мочи при обструктивной нефропатии.

У всех мышей по окончанию срока перевязки мочеточника исследователи определяли показатели электрокардиограммы (ЭКГ), измеряли артериальное давление, экспрессию маркеров фиброза и воспаления, а также анализировали внешний вид и состояние нестин-положительных (продуцирующих этот белок) клеток с помощью конфокальной микроскопии и других методов.

Эксперимент показал, что при исследуемой патологии у мышей не возникает воспаления и фиброза в сердечной мышце. Это, вероятно, связано с увеличением количества нестин-положительных клеток, имеющих фенотип (внешние признаки), характерный для сердечных стволовых клеток.

Также у мышей с перевязанным мочеточником наблюдалось увеличение длительности QRS-комплекса на ЭКГ, который отображает период сокращения желудочков сердца. Такое изменение может свидетельствовать о гипертрофии сердечной мышцы, то есть увеличении размера клеток миокарда, и согласуется с результатами микроскопического исследования миокарда у данных мышей.

«В дальнейшем мы планируем продолжить исследование фенотипа нестин-положительных клеток в разных типах органов и тканей. Мы бы хотели отработать методику выделения данного типа клеток, чтобы в будущем использовать их для терапии острых ишемических повреждений в различных экспериментальных моделях», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Полина Абрамичева, научный сотрудник лаборатории структуры и функции митохондрий Научно-исследовательского института физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ имени М.В. Ломоносова.

В исследовании также участвовали сотрудники Национального медицинского исследовательского центра акушерства, гинекологии и перинатологии имени В.И. Кулакова (Москва), Института медико-биологических проблем РАН (Москва), Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (Пущино), Пущинского филиала Российского биотехнологического университета (Пущино).

Ранее ученые выяснили, что фиброз, возникающий при хронической болезни почек, приводит к снижению чувствительности почечной ткани к половому гормону прогестерону. Это негативно сказывается на прогнозе лечения почечных заболеваний.