Ученые обнаружили новую причину сердечной недостаточности у детей

В попытке определить причину редкого состояния, вызывающего сердечную недостаточность у детей, исследователи Медицинской школы Университета Мэриленда (University of Maryland School of Medicine (UMSOM)) выявили новые генные мутации, ответственные за данное расстройство у младенцев. Затем исследователи смогли выяснить, как работает мутация, и использовали лекарственный препарат, чтобы обратить вспять ее эффекты в клетках сердечной мышцы, полученные из стволовых клеток пациента.

Результаты, опубликованные в научном журнале Circulation, предполагают, что можно разработать методы лечения этого состояния, а не требовать пересадки сердца, которая является стандартным лечением этого состояния у детей.

«Хотя многое было изучено о сердечной недостаточности у взрослых, еще многое предстоит узнать о генетических причинах сердечной недостаточности у детей, — комментирует Чарльз «Чаз» Хонг (Charles «Chaz» Hong), директор по исследованиям в области кардиологии и соруководитель отдела сердечно-сосудистой медицины в UMSOM. «Мутации в гене, который мы идентифицировали, были связаны с микроцефалией у младенцев, но еще не с человеческими сердечными заболеваниями».

Что такое детская дилатационная кардиомиопатия?

Детская дилатационная кардиомиопатия является частой причиной сердечной недостаточности, на которую приходится около половины случаев сердечной недостаточности у детей, причина которой чаще всего неизвестна. Относительно редко, примерно у одного из 200 000 младенцев с этим заболеванием сердце не может сокращаться так же эффективно, поэтому оно не может перекачивать столько крови, сколько должно.

Было обнаружено, что эта генетическая мутация, обнаруженная доктором Хонгом с соавторами, в норме продуцирует белок, находящийся в клеточной структуре, центросоме, которая функционирует как привязь для клеточного скелета и наиболее известна своей ролью во время клеточного деления.

Исследователи предположили, что без этого белка мышечные клетки в сердце не могут четко организоваться и не сокращаются, что, в свою очередь, влияет на работу сердца.

«Первоначально мы отклонили наши выводы как артефакты того, что механизм клеточного деления может быть задействован в такого рода дисфункции сердечной мышцы», — дополняет доктор Хонг. «Мы думали, что как только клетки сердца созреют, этот механизм клеточного деления полностью исчезнет, ​​но оказалось, что он перемещается в новое место в клетке и берет на себя новую роль в функции сердечной мышцы».

Чтобы идентифицировать эту генную мутацию, ответственную за сердечную недостаточность у младенцев, исследователи взяли образец сердечных клеток из больного сердца пациента после того, как оно было удалено во время трансплантации. Затем они преобразовали эту сердечную ткань в стволовые клетки, чтобы вырастить больше клеток и изучить их в лаборатории. Ученые определили, что у пациента были две разные мутации гена, по одной от каждого родителя, который обычно кодирует белок ротатин.

Когда затем исследователи провели эксперимент по удалению того же белка из сердца рыбок данио, и у них появились признаки сердечной недостаточности. Исследователи также изучили сердца плодовых мушек, в которых отсутствует ротатин, и обнаружили, что мышечные клетки в этих сердцах были дезорганизованы и не сокращались так, как должны, подобно тому, что происходит в сердцах младенцев с этим заболеванием.

«Это первое известное заболевание человека, вызываемое нарушением перехода в структуре центросомы, которое обычно происходит вскоре после рождения», — комментирует Мэтью Миямото (Matthew Miyamoto), первый соавтор исследования, работавший над этим проектом в Лаборатории Хонга.

Затем исследователи использовали препарат C19, который, как известно, организует центросомы в развивающихся клетках сердечной мышцы, полученных от пациента с детской дилатационной кардиомиопатией. Препарат восстанавливал организацию развивающихся клеток сердечной мышцы, выращенных в чашке из стволовых клеток пациента, и их способность сокращаться.

«Поскольку центросомы играют такую ​​фундаментальную роль в развитии сердечной мышцы, особенно в репликации, структуре и функции клеток, лучшее понимание этого тканеспецифического запрограммированного процесса будет иметь большое значение для будущих усилий по регенеративной терапии сердца», — объясняет Марк Гладвин (Mark Gladwin).

Хонг добавил: «Только благодаря сотрудничеству между кардиологами, студентами-медиками и лабораторными исследователями удалось сделать это биомедицинское открытие, которое, как мы надеемся, однажды перейдет в медицинское лечение детей с этим заболеванием».

Патрис Десвин-Никенс (Patrice Desvigne-Nickens), специалист по сердечной недостаточности и аритмии в  Национальном институте сердца, легких и крови (NHLBI), входящего в состав Национального института здравоохранения, согласился с этим: «Это исследование вносит важный вклад в понимание биологических основ детской дилатационной кардиомиопатии и ее связи с сердечной недостаточностью», — заключает она. «Мы с нетерпением ждем будущих исследований, чтобы прояснить и подтвердить эти результаты для улучшения результатов лечения сердечной недостаточности».

Статья по теме: Кардиомегалия – что это такое?