«Перепрограммирование» клеток рубцовой ткани в здоровые клетки сердца
Исследователи из Института сердца МакАллистера в Университете Северной Каролины (США) разработали стабильную, воспроизводимую платформу для перепрограммирования клеток фибробластов человека в кардиомиоциты. Используя преимущества новейших клеточных технологий и математического моделирования, исследователи создали молекулярную дорожную карту с высоким разрешением для точного и эффективного перепрограммирования.
Эта работа сделала на один шаг ближе к реальности восстановление сердца после инфаркта.
Учёные добавили «коктейль» из трех генов (Mef2c, Gata4 и Tbx5) в определенном соотношении в клетки фибробластов человека. Чтобы повысить эффективность, они провели скрининг дополнительных факторов и идентифицировали MIR-133, небольшую молекулу РНК, которая при добавлении в смесь из трех генов после ряда модификаций перепрограммировала клетки фибробластов сердца человека в кардиомиоциты с коэффициентом эффективности от 40 до 60 процентов.
Затем учёные попытались описать, как на самом деле работает процесс превращения клеток в кардиомиоциты. Они изучили молекулярные изменения отдельных клеток на протяжении всего процесса перепрограммирования. Анализ выявил критическую точку во время процесса перепрограммирования, когда клетка должна «выбрать» между прогрессом в кардиомиоцит или регрессом в предыдущее состояние фибробластной клетки. Как только этот процесс начинается, набор сигнальных молекул и белков запускает разные молекулярные пути развития клетки.
Исследователи также создали уникальный «индекс судьбы» клеток, чтобы количественно оценить прогресс перепрограммирования. Используя этот индекс, они определили, что перепрограммирование клеток сердца человека происходит гораздо более медленными темпами, чем ранее описанное перепрограммирование клеток мыши, и выявили ключевые различия между видами и условиями перепрограммирования.