NCR: Белок зебрафиш активирует спящие гены для восстановления сердца

Исследователи из группы Баккерса в Институте Хубрехта успешно восстановили поврежденные сердца мышей с помощью белка из зебрафиш. Они обнаружили, что белок Hmga1 играет ключевую роль в регенерации сердца у рыб.

У мышей этот белок смог восстановить сердце, активировав спящие гены восстановления, не вызвав при этом побочных эффектов, таких как увеличение сердца. Это исследование, проведенное при поддержке Голландского фонда сердца и Фонда Хартекинда, знаменует собой важный шаг на пути к регенеративной терапии для предотвращения сердечной недостаточности.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Cardiovascular Research 2 января 2025 года.

После сердечного приступа сердце человека теряет миллионы мышечных клеток, которые не могут восстановиться. Это часто приводит к сердечной недостаточности, когда сердце не может эффективно перекачивать кровь. В отличие от человека, у зебрафиш вырастают новые клетки сердечной мышцы: они обладают способностью к регенерации. Если сердце зебрафиш повреждено, оно может полностью восстановить свою работу в течение 60 дней.

Мы не понимаем, почему одни виды могут регенерировать сердце после травмы, а другие — нет, — объясняет руководитель исследования Йерун Баккерс.

Изучая зебрафиш и сравнивая их с другими видами, мы можем раскрыть механизмы регенерации сердца. В конечном итоге это может привести к разработке терапии для предотвращения сердечной недостаточности у людей.

Белок, восстанавливающий повреждения

Исследовательская группа выявила белок, который обеспечивает восстановление сердца у зебрафиш.

Мы сравнили сердце зебрафиш с сердцем мыши, которое, как и человеческое, не способно к регенерации, — говорит Деннис-де Баккер, первый автор исследования.

Мы изучили активность генов в поврежденных и здоровых частях сердца.

Наши результаты показали, что ген белка Hmga1 активен во время регенерации сердца у зебрафиш, но не у мышей. Это показало нам, что Hmga1 играет ключевую роль в восстановлении сердца.

Обычно белок Hmga1 важен во время эмбрионального развития, когда клетки должны сильно расти. Однако во взрослых клетках ген этого белка выключается.

Расчистка «дорожных заграждений

Исследователи изучили, как работает белок Hmga1. Мы обнаружили, что Hmga1 устраняет молекулярные «дорожные заграждения» на хроматине», — объясняет Мара Боуман, соавтор исследования.

Хроматин — это структура, в которую упакована ДНК. Когда он плотно упакован, гены неактивны. Когда он распаковывается, гены снова становятся активными. Hmga1, так сказать, расчищает путь, позволяя спящим генам вернуться к работе, — добавляет она.

От рыб к млекопитающим

Чтобы проверить, работает ли белок аналогичным образом у млекопитающих, исследователи локально применили его к поврежденным сердцам мышей. «Результаты оказались поразительными: белок Hmga1 стимулировал клетки сердечной мышцы к делению и росту, значительно улучшая работу сердца», — говорит Баккерс. Удивительно, но деление клеток происходило только в поврежденной области — именно там, где требовалось восстановление.

При этом не наблюдалось никаких побочных эффектов, таких как чрезмерный рост или увеличение сердца. Мы также не наблюдали деления клеток в здоровой ткани сердца, — подчеркивает Боуман.

Это говорит о том, что само повреждение посылает сигнал для активации процесса.

Затем команда сравнила активность гена Hmga1 у зебрафиш, мышей и людей. В человеческом сердце, как и у взрослых мышей, белок Hmga1 не вырабатывается после инфаркта. Однако ген Hmga1 присутствует у людей и активен во время эмбрионального развития.

Это закладывает основу для генной терапии, которая может раскрыть регенеративный потенциал сердца у людей, — объясняет Баккерс.

Что дальше

Полученные результаты открывают двери для безопасных, целенаправленных регенеративных терапий, но впереди еще много работы.

Нам необходимо доработать и протестировать терапию, прежде чем она будет внедрена в клинику, — говорит Баккерс.

Следующий шаг — проверить, действует ли белок также на клетки сердечной мышцы человека в культуре. Для этого мы сотрудничаем с UMC Utrecht, а в 2025 году в рамках программы Summit (DRIVE-RM) начнется дальнейшее изучение регенерации сердца.

Сердце для сотрудничества

В этом исследовании приняли участие ученые из Института Хубрехта и не только. Оно проводилось в рамках консорциума OUTREACH и финансировалось Голландским фондом сердца и Фондом Хартекинда. Консорциум OUTREACH — это сотрудничество между научно-исследовательскими институтами и всеми академическими больницами, занимающимися лечением пациентов с врожденными пороками сердца в Нидерландах.

Обычно наша группа занимается только зебрафишами, — говорит Боуман.

Но чтобы понять, как наши результаты могут быть применены к млекопитающим, мы сотрудничали с группой Ван Рооя и группой Кристоффельса (Амстердамский университет), экспертами в области исследования мышей. Благодаря Single Cell Core в Институте Хубрехта мы смогли изучить регенерацию сердца на детальном уровне.

«Нам очень повезло, что мы смогли наладить такое сотрудничество», — продолжает Боуман. „Это позволяет нам перенести открытия с зебрафиш на мышей и, надеюсь, в конечном итоге на людей. Мы многому учимся на примере зебрафиш и их удивительной способности к регенерации сердца“.

Ранее ученые сообщили, что зебрафиш помогает исследовать болезнь Паркинсона.

02.01.2025


Подписаться в Telegram



Здоровье

Опиоиды в «неотложке»: помощь или начало зависимости
Опиоиды в «неотложке»: помощь или начало зависимости

Новое исследование показало, что выписка ...

Ферменты против похмелья: как новый сенсор изменит медицину и не только
Ферменты против похмелья: как новый сенсор изменит медицину и не только

Доцент Московского Политеха Егор Мусин разраба...

Иммунитет в деталях: как физика биоматериалов меняет лечение рака
Иммунитет в деталях: как физика биоматериалов меняет лечение рака

Исследователи из Института биомедицинских...

23 мышцы, которые меняют все: создана новая модель для лечения боли
23 мышцы, которые меняют все: создана новая модель для лечения боли

Российские ученые создали крутую модель, котор...

700 000 участниц, 11 миллионов фунтов и шанс победить рак
700 000 участниц, 11 миллионов фунтов и шанс победить рак

Около 700 000 женщин по всей Великобритан...

Как забыть ненужное: ученые исследуют силу медитации
Как забыть ненужное: ученые исследуют силу медитации

Ученые из Санкт-Петербургского университе...

Свет против рака: как лечебные молекулы оживают в клетках
Свет против рака: как лечебные молекулы оживают в клетках

Химики сделали важное открытие: оказалось, что...

Иммунитет против рака: мРНК-вакцины научат организм бороться
Иммунитет против рака: мРНК-вакцины научат организм бороться

Агентство по регулированию лекарств и&nbs...

CAR-T-клетки могут вооружать другие Т-клетки молекулами CAR против рака
CAR-T-клетки могут вооружать другие Т-клетки молекулами CAR против рака

Инженерные иммунные клетки, называемые CAR-T-к...

Озонированная вода против бактерий и вирусов: правда или миф?
Озонированная вода против бактерий и вирусов: правда или миф?

Дезинфекция поверхностей имеет решающее значен...

Новая вакцина перспективна в профилактике инфекций мочевыводящих путей
Новая вакцина перспективна в профилактике инфекций мочевыводящих путей

Рецидивирующие инфекции мочевыводящих путей, И...

Количество лейкоцитов в крови может предсказать тяжесть симптомов COVID-19
Количество лейкоцитов в крови может предсказать тяжесть симптомов COVID-19

Благодаря усовершенствованию методов лечения д...

Nature: Ученые нашли способ победить VRE-инфекции
Nature: Ученые нашли способ победить VRE-инфекции

Всемирная организация здравоохранения, ил...

От сточных вод до лечения ран: как фаги находят, собирают и используют
От сточных вод до лечения ран: как фаги находят, собирают и используют

Представьте себе сложный путь бактериофагов, н...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Томские ученые раскрыли секреты молекулярных взаимодействий
Томские ученые раскрыли секреты молекулярных взаимодействий
Органический катализатор, который имитирует металлы: открытие химиков СПбГУ
Органический катализатор, который имитирует металлы: открытие химиков СПбГУ
Агроклассы: как школьники Ленобласти становятся будущими аграриями
Агроклассы: как школьники Ленобласти становятся будущими аграриями
Наносферы против парникового эффекта: как водород станет топливом будущего
Наносферы против парникового эффекта: как водород станет топливом будущего
Вселенная — другая: новые данные ставят под сомнение главный принцип космологии
Вселенная — другая: новые данные ставят под сомнение главный принцип космологии
Свет вместо проводов: Оксфорд произвел революцию в квантовых вычислениях
Свет вместо проводов: Оксфорд произвел революцию в квантовых вычислениях
100 миллионов за молекулярный прорыв: в Уфе запустили супер-спектрометр
100 миллионов за молекулярный прорыв: в Уфе запустили супер-спектрометр
Авиация будущего: преподаватели со всей России учатся в КАИ
Авиация будущего: преподаватели со всей России учатся в КАИ
Облака над Средней Азией: как регион становится IT-гигантом
Облака над Средней Азией: как регион становится IT-гигантом
Игривость как суперсила: где черпать радость в сложные времена
Игривость как суперсила: где черпать радость в сложные времена
19 тысяч лет назад: как люди выживали в горах после ледникового периода
19 тысяч лет назад: как люди выживали в горах после ледникового периода
Клетки, которые лечат: в России начали печатать ткани для восстановления органов
Клетки, которые лечат: в России начали печатать ткани для восстановления органов
Ферменты против похмелья: как новый сенсор изменит медицину и не только
Ферменты против похмелья: как новый сенсор изменит медицину и не только
Семь лиственниц и миллионы данных: в Арктике запустили уникальный полигон
Семь лиственниц и миллионы данных: в Арктике запустили уникальный полигон
Опиоиды в «неотложке»: помощь или начало зависимости
Опиоиды в «неотложке»: помощь или начало зависимости

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
Три представительницы Республики Татарстан стали победителями Всероссийского конкурса Знание.Лектор
Калужан приглашают к участию в XIII сезоне Международного инженерного чемпионата CASE-IN
В Калуге обсудили меры поддержки молодых учёных региона