Исследователи из Ганноверской медицинской школы (MHH) поместили живую ткань сердца человека в питательный раствор и использовали его для тестирования новых лекарств и инновационных подходов к борьбе с сердечной недостаточностью.
Профессор Томас Тум, руководитель Института стратегий молекулярной и трансляционной терапии MHH, уже много лет занимается исследованием микроРНК (миРНК). МикроРНК регулируют воспалительные и фиброзные гены, которые вызывают уплотнение ткани сердечной мышцы (сердечный фиброз) и, следовательно, сердечную недостаточность. В более ранних исследованиях на культурах клеток и на модели мышей профессор Тум уже смог показать, что ингибирование микроРНК миР-21 оказывает положительное влияние на развитие фиброза и, следовательно, может улучшить функцию сердца.
МикроРНК представляют собой небольшие фрагменты РНК, которые относятся к так называемым некодирующим РНК: хотя они не содержат никакой генетической информации для производства белка, они выполняют важную задачу по контролю фундаментальных биологических процессов в наших клетках. Таким образом, они предлагают новую отправную точку для терапии.
В своем новом исследовании профессор Тум и его команда впервые продемонстрировали эффект ингибирования миР-21 в тканях сердца человека. Они использовали метод с использованием живых срезов миокарда (LMS).
Материал для этого поступает из Клиники сердечной, торакальной, трансплантационной и сосудистой хирургии MHH и представляет собой, так сказать, тканевые отходы больного сердца, удаленные в рамках трансплантации. Эти диски сердечной мышцы продолжают жить и биться в питательном растворе в течение многих дней, а иногда и недель.
Результаты этого нового совместного исследования только что были опубликованы в European Heart Journal .
Блокатор микроРНК обеспечивает регресс фиброза
Трансплантация была необходима, потому что сердце больше не могло работать должным образом из-за сердечной недостаточности, также известной в медицине как сердечная недостаточность. Сердце, ослабленное сердечным приступом или высоким кровяным давлением , пытается компенсировать снижение своей насосной способности за счет увеличения собственного объема: сердце становится все сильнее и сильнее и перенапрягается все больше и больше. Это очень часто приводит к пролиферации клеток соединительной ткани (фибробластов) в сердечной мышце, что приводит к усилению ригидности сердца и приводит к фиброзу.
«МиР-21 играет решающую роль в этом развитии», — говорит профессор Тум. Исследователи исследовали, что происходит, когда вредная функция миР-21 отключается. Для этого они использовали так называемую антисмысловую молекулу, которая прикрепляется точно к микроРНК как зеркальная структура и таким образом может ее блокировать.
«Мы добавили блокатор в камеры культивирования, в которых жили наши LMS из эксплантированных, поврежденных фиброзом сердец», - объясняет кардиолог. Исследователям удалось наблюдать, что фиброз в срезах ткани частично регрессировал. В результате ткани стали более эластичными, клетки сердечной мышцы получили возможность больше расслабляться при сокращении и повысилась их жизнеспособность.
Модель LMS доказывает свою ценность для доклинического подтверждения эффективности
«Насколько нам известно, это первое исследование, в котором влияние миР-21 изучалось непосредственно на живую ткань сердца человека», — говорит профессор Тум. Модель LMS доказала свою ценность в обеспечении доклинических доказательств эффективности, а также должна способствовать значительному сокращению испытаний на животных в будущем. «Испытания в камерах культивирования показали, что блокатор миР-21 является потенциальным кандидатом на лекарство для остановки и даже обращения вспять развития фиброза при сердечной недостаточности».
Поскольку фиброз может поражать и другие органы, антисмысловую молекулу также можно рассматривать для лечения фиброза печени или легких . «Кроме того, сердечная недостаточность часто сопровождается сопутствующими заболеваниями таких органов, как печень и почки, поэтому подавление миР-21, предположительно, также может иметь преимущества в случаях нарушения функции печени и почек», — предполагает ученый.
Следующим шагом исследователей будет выяснить, как блокатор можно безопасно и точно доставить к желаемой цели. Исследователи уже работают над решением, которое позволит в будущем целенаправленно доставлять РНК-терапевтические препараты в различные органы.
