Открытие нового гена раскрывает потенциал для выращивания сердечных артерий

0 0

Стэнфорд сделал шаг в направлении создания метода лечения закупоренных или суженных артерий путём выращивания новых для компенсации в организме пациента.

У большинства людей сердце с правым доминированием, что для врача или исследователя означает, что у них есть артерия, которая отходит от правой стороны сердца и снабжает насыщенной кислородом кровью заднюю часть тела. У некоторых людей эта артерия, называемая задней нисходящей артерией, отходит от левой стороны или от обеих сторон. Исследование показало, что ген CXCL12 связан с формированием этой артерии и что её направление задаётся на очень ранних этапах развития человека. Результаты, опубликованные в научном журнале Cell, представляют собой шаг на пути к разработке "медицинской реваскуляризации" — долгосрочной цели исследователей из Стэнфорда по созданию метода лечения закупоренных или суженных артерий путём выращивания новых для компенсации.

Впервые у нас есть доказательства того, что ген регулирует развитие одного из важнейших типов артерий в организме человека. И если мы знаем пути развития этих важных артерий, то, возможно, сможем восстановить их, вернув эти пути в больное сердце.

Кристи Ред-Хорс, соавтор исследования и профессор биологии в Стэнфордской школе гуманитарных и естественных наук

Несколько коронарных артерий доставляют кровь и кислород к сердцу человека: две главные артерии находятся в передней части сердца, справа и слева. Задняя нисходящая артерия отходит от одной из этих главных артерий, чтобы доставлять насыщенную кислородом кровь к задней части сердца.

Примерно у 80 процентов людей эта артерия отходит от правой главной коронарной артерии, но примерно у 10 процентов — от левой. У остальных 10% есть две такие артерии примерно одинакового размера, которые отходят от правой и левой главных артерий и тянутся к задней части сердца. Для того, чтобы лучше понять, что определяет такое строение артерий, Ред-Хорс сотрудничал с соавтором исследования Тимом Ассимсом, доцентом кафедры сердечно-сосудистой медицины в Стэнфордской медицинской школе. Ассис, который также лечит пациентов в Медицинском центре для ветеранов в Пало-Альто, увидел возможность в большом массиве медицинских данных, полученных в рамках программы "Миллион ветеранов" Министерства по делам ветеранов. Он содержит информацию о более чем 60 000 ветеранах, которым была проведена ангиография — процедура медицинской визуализации для выявления возможных закупорки артерий. Эти данные включают информацию о том, были ли у них правые, левые или смешанные доминирующие артерии на спине, а также генетические образцы.

Ученые провели генетический анализ и обнаружили в коде ДНК человека десять участков, связанных с развитием артерии на задней стенке сердца. Самым сильным из них оказался CXCL12. Предыдущие исследования группы Ред-Хорса уже показали, что у мышей, получивших дозу белка, связанного с геном CXCL12, в повреждённой сердечной ткани выросли новые артериальные ответвления. Таким образом, последнее открытие, сделанное на людях, указывает на то, что этот ген и его белок играют важную роль в формировании артерий у людей.

Теперь у нас есть доказательства того, что формирование двух основных коронарных артерий контролируется различиями в коде ДНК, который мы наследуем от родителей, и главный сигнал находится рядом с геном, который также отвечает за рост и развитие коронарных артерий.

Тим Ассимс, соавтор исследования

Обнаружив эту связь, исследователи сделали снимки сердца плода и обнаружили, что CXCL12 экспрессируется в то время, когда устанавливается доминантность задней нисходящей артерии. Дальнейшие эксперименты на мышах также показали, что снижение уровня белка, вырабатываемого CXCL12, приводит к тому, что у мышей развивается левостороннее или смешанное доминирование. Неизвестно, обеспечивает ли более распространённый тип доминирующей правой артерии в конечном счёте большую или меньшую защиту от сердечных заболеваний.

Тем не менее, открытие гена, который потенциально контролирует это разветвление, открывает возможность найти способы создания новых коллатеральных артериальных ответвлений, то есть целенаправленного выращивания дополнительных артерий, которые могли бы доставлять кислород к сердцу, когда одна из артерий заблокирована. В настоящее время методы лечения ограниченных или заблокированных артерий являются инвазивными и механическими, например, шунтирование сердца и установка искусственных стентов.

Далее исследователи планируют изучить варианты ДНК, которые вызывают различия в экспрессии CXCL12, и разработать способы воздействия на активацию гена для создания терапевтического средства.

Генная инженерия вернула популяцию белых волков, вымерших 12 500 лет назад.