Рыбки, спасающие сердца

Крохотные рыбки Данио обладают уникальной способностью восстанавливать ткань сердечной мышцы — даже после таких повреждений, которые у людей ведут к летальному исходу. Возможно, в будущем и человек "научится" регенерировать сердце, например, после инфаркта? Об этом "Правде.Ру" рассказал сотрудник лаборатории гидробиологии СПбГУ Александр Анцулевич.

Cердце маленькой аквариумной рыбки Данио (Danio rerio) обладает удивительными способностями. Оно продолжает биться даже… пробитое насквозь. И если удалить 20 процентов ткани желудочка сердца, кровопотеря блокируется буквально за секунды, а клетки начинают медленно, но восстанавливаться. Примерно через месяц рыбки снова плавают, как ни в чем не бывало.

Интересно, что весь этот процесс восстановления производится без участия стволовых клеток. Казалось бы, именно из них, путем развития и дифференциации должна образовываться новая ткань сердечной мышцы. Но на самом деле все проделывают сами зрелые клетки сердца.

Этот вопрос вообще давно занимает ученых: какова роль стволовых клеток в процессе регенерации органов и тканей у животных, обладающих выраженной способностью к ней — у тех же Данио, у саламандр и так далее?

До сих пор трудно было сказать, то ли стволовые клетки развиваются в восстанавливаемую ткань, то ли в этот процесс вовлечены уже "взрослые" клетки этой ткани. Появившиеся на днях исследования проливают свет на эту проблему.

Чтобы разобраться в вопросе, испанские и американские ученые во главе с Хуан-Карлосом Бельмонте создали генетически модифицированную линию рыбок Данио, у которых кардиомиоциты (клетки мышечной ткани), обладали способностью к флуоресценции — то есть для наглядности светились зеленым светом. Затем им хирургически удалялось 20 процентов ткани желудочка (напомним, что у рыб сердце двухкамерное, состоит из 1 предсердия и 1 желудочка) — и наблюдали за процессом регенерации.

Как показали эти эксперименты, вновь образованная ткань сердечной мышцы также флуоресцировала. Это означает, что происходит она именно от кардиомиоцитов, которые и передали потомству эту способность, а не от стволовых клеток.

Более детальное исследование позволило установить, что после травмы кардиомиоциты, окружающие место повреждения, совершают удивительное превращение — как бы шаг назад в развитии, теряя свою форму и связи друг с другом. Видимо, это и позволяет им снова приступить к делению и образовать новые клетки.

К сходному результату пришла и группа американских исследователей во главе с Кеннетом Поссом. По сути, идея в их опытах была та же, хотя различались детали. Они также создали модифицированную линию рыбок Данио, клетки которых флуоресцировали, если в них активизировался ген gata4. В норме, этот ген активен только в сердце и только у эмбрионов, пока у них идет развитие этого органа. Он же оказался активен и у рыбок после травмы сердца.

Следующим этапом, конечно, должна стать идентификация клеточных сигналов, которые запускают процесс регенерации. А там — перспективы просто потрясающие, от полного излечивания людей, перенесших инфаркт миокарда до… "отращивания" новых здоровых органов взамен отслуживших свое.

Кстати, рыбки эти далеко не впервые фигурируют в качестве объектов потрясающих научных исследований.

Более подробно об удивительных рыбках Данио "Правде.Ру" рассказал старший научный сотрудник лаборатории гидробиологии БиНИИ СПбГУ, докторант кафедры Александр Анцулевич:

"У многих животных, а также у человека, при травме сердца регенерации не происходит, хотя клетки сердечной мышцы — кардиомиоциты — сохраняют способность к росту. Вместо регенерации идет в зависимости от величины поражения образование шрамов или рубцов. У Данио же, как показали проведенные исследования, после травмы начинается столь стремительный рост числа кардиомиоцитов, что шрамы не успевают образоваться.

Сейчас уже удалось выделить ген, который, по-видимому, играет важную роль в этом процессе. У рыбок с мутацией этого гена регенерации тканей сердца не происходит, а образуются шрамы, как и у прочих позвоночных. Не исключено, что такой ген должен присутствовать и у человека.

Кроме того, маленькая рыбка Данио обладает другим, не менее удивительным свойством. Ее мальки развиваются очень быстро. За одни сутки они проходят те стадии развития, которые эмбрион человека — за три месяца. Эта особенность позволила ученым наблюдать за теми генами, которые участвуют в процессе развития организма. Ведь именно они отвечают и за наследственные заболевания".

Вячеслав Локацкий