Лікувальну дію стовбурових клітин на серці пояснили запаленням

Вчені знайшли пояснення того, як стовбурові клітини допомагають серцю відновитися після травми. Жодного поділу клітин у цьому процесі (як вважали раніше) дослідники не виявили, замість цього стовбурові клітини запустили в серці запалення, яке завадило м'язу зарости сполучною тканиною. При цьому однаковий ефект надали не тільки живі, але і мертві стовбурові клітини, і навіть вуглевод, виділений з дріжджів. Дослідження опубліковано в журналі.

Лікування серця стовбуровими клітинами - спірна технологія, з якою пов'язано чимало скандалів. Спочатку для лікування пропонували використовувати власні стовбурові клітини органу. Однак у 2018 році у їхнього першовідкривача П'єтро Анверси в роботах знайшли сліди фальсифікацій, після чого кілька десятків його статей відкликали з журналів. Наприкінці 2018 року незалежна група вчених заново розібрала серце миші на окремі клітинні типи і ніяких слідів стовбурових клітин - тобто таких, які реально здатні ділитися і зарощувати пошкодження, - не виявила.

Тим не менш, в доклінічних випробуваннях на тваринах введення декількох типів стовбурових клітин, не тільки серцевих, поліпшило роботу серця після травми. Тому деякі дослідницькі групи вже почали пробувати цей метод на людях. Незважаючи на це, серед вчених досі немає консенсусу з приводу механізму, за допомогою якого стовбурові клітини чинять свій цілющий вплив.

Група вчених з Медичного центру при дитячій лікарні в Цинциннаті під керівництвом Джеффрі Молкентіна (Jeffery Molkentin) простежили за реакцією серця на введення різних типів клітин.

Спочатку вони працювали зі здоровими серцями мишей. Тварин розділили на кілька груп. Першою вводили в серце стовбурові клітини з червоного кісткового мозку: це суміш кроветворних клітин і мезенхімальних стовбурових клітин, які можуть давати різні типи сполучної тканини. Другій групі дістався зимозан - полісахарид з клітинних стінок дріжджів; він відомий своєю здатністю викликати запалення. Третя група отримала звичайний фізрозчин, а четверта служила контролем - їм робили порожній укол.

Порівняно з порожнім уколом і фізрозчином зимозан і клітини червоного кісткового мозку викликали в серце запальну відповідь: кількість активованих макрофагів зросла приблизно в 4 рази: з 10 до 40 відсотків. А ось кількість клітин у серці при цьому практично не змінилася - тільки на соті частки відсотка.

Тоді дослідники поставили другий експеримент. Вони вводили в серці мишей фізрозчин, зимозан, клітини кісткового мозку або серцеві клітини-попередники - вважається, що вони можуть в деяких ситуаціях розмножуватися і давати клітини стінки судин. Але в жодному з випадків вони не виявили появи нових клітин у серці - стовбурові клітини не поспішали перетворюватися на клітини серцевого м'яза. А після закінчення двох тижнів стовбурові клітини і зовсім зникали з кровотоку.

Проте, коли дослідники перейшли на експерименти з мишам після інфаркту, то помітили терапевтичний ефект. Обидва типи клітин поліпшили стан серця порівняно з контролем. У контрольної групи кількість крові, яку викидає серце, скоротилася на 40 відсотків, а в експериментальних групах - всього на 20-30 відсотків. Тим не менш, вчені зробили висновок, що справа тут не в регенерації за рахунок клітин - і зимозан, і вбиті заморожуванням і розморожуванням клітини надавали схожий ефект.

Автори роботи вважають, що робота серця стає кращою за рахунок гальмування фіброзу - заростання місця пошкодження сполучною тканиною. Принаймні відсоток фіброзу під дією зимозану, живих або мертвих стовбурових клітин знизився з 40 відсотків до 30.

Таким чином, гіпотеза, згідно з якою серцева тканина може відновлюватися за рахунок роботи стовбурових клітин, в черговий раз не підтвердилася. Зате тепер ми краще уявляємо собі, як саме терапія стовбуровими клітинами впливає на серце після інфаркту. На підставі своїх результатів автори роботи пропонують своїм колегам скоригувати протоколи та очікування від клінічних випробувань з регенеративної терапії серця.

А поки одні вчені вчаться лікувати серце в організмі пацієнта, інші намагаються виростити його в пробірці. Наприклад, нещодавно дослідники змусили скорочуватися модель «серця-на-чіпі». Крім того, цього літа вдалося надрукувати серце з людських стовбурових клітин на біопринтері.