Профессор нейробиологии Case Western Reserve Джерри Сильвер, доктор философии, долгое время считал, что уроки, извлеченные за десятилетия исследований спинного мозга, когда-нибудь могут быть применены к другим областям тела. У него появилась возможность проверить свою теорию, когда его коллега из другого университетского городка понял, что его новое соединение — внутриклеточный сигма-пептид (ISP) — может решить критическую сердечную проблему.Результаты проекта под руководством Oregon Health Исследователь из Университета естественных наук (OHSU) Бет А. Хабекер, доктор философии, превзошла даже самые большие надежды Сильвера: 100-процентный успех в моделях на животных.
Подробности можно найти в выпуске Nature Communication от 2 февраля.«По сути, группа OHSU вылечила аритмию у мышей с помощью ISP», — сказал Сильвер. «Они наблюдали настоящую регенерацию прямо в рубце в области инфаркта. Это довольно интересно».
Хабекер, профессор и временно исполняющий обязанности заведующего кафедрой физиологии и фармакологии OHSU, также с энтузиазмом воспринял полученные данные. «Пациенты, пережившие сердечный приступ, остаются в группе высокого риска остановки сердца и тяжелых аритмий», — пояснил Хабекер, старший автор статьи. «Недавние клинические исследования показывают, что симпатическая денервация предсказывает риск остановки сердца. Наше исследование показывает, что этот риск можно снизить, вмешиваясь в ISP, чтобы способствовать регенерации аксонов в сердечном рубце».На первый взгляд эта идея звучит нелогично: пептид, восстанавливающий функцию спинного мозга, может помочь остановить активный сбой в работе сердца.
Но как только исследователи более внимательно посмотрели на причины соответствующих проблем, преимущества ISP для обоих стали очевидны. Спинальный паралич и денервация сердца являются результатом неудачной регенерации нервов, вызванной семейством ингибирующих молекул, называемых протеогликанами, которые образуются в рубцовой ткани после травмы или даже травмы в результате сердечной процедуры.
Роль ISP состоит в том, чтобы оживить эти нервы, позволяя им игнорировать отталкивающие молекулы шрама.Работа Хабекера с комплексом Case Western Reserve возникла из сочетания истории и случайностей. Она знала Сильвера с тех пор, как в начале 1990-х была докторантом по нейробиологии, и следила за его работой с протеогликанами, ингибирующими белковыми молекулами, которые охватывают нервы во время рубцевания.
Хабекер обнаружил, что протеогликаны играют такую ??же проблемную роль после сердечных приступов, и пригласил его прочитать лекцию по его последним исследованиям. В рамках визита пара сверила записи о своих проектах.«Когда она обсуждала со мной свою работу, я чуть не упал со стула», — вспоминает Сильвер. «Я понял, насколько похожи были наши работы, и сказал:« Мы должны отправить вам наш пептид ». Когда я описал пептид, она сказала, что хочет попробовать его в исследовании сердечного приступа на животных моделях ».В документе Nature Communications отражена работа, полностью проделанная в OHSU после того, как лаборатория Сильвера предоставила достаточное количество соединения команде Хабекера для проведения своего эксперимента.
Усилия включали моделирование воздействия реального сердечного приступа у мышей, а затем «лечение» его с помощью ISP, физиологического раствора или нетерапевтического пептида (контроль).Две недели спустя ученые OHSU обнаружили, что у всех мышей, получивших ISP, восстановился нормальный уровень функции симпатического сердечного нерва во всем левом желудочке, включая области, поврежденные сердечным приступом. Кроме того, показания телеметра у этих животных не показали активности аритмии. Напротив, у животных, получавших физиологический раствор или контрольный пептид, наблюдалась сердечная симпатическая денервация в областях сердца, поврежденных инфарктом миокарда, и, как следствие, возникали аритмии.
«Моя роль была ролью поставщика», — сказал Сильвер. «Было действительно важно, чтобы это исследование пептида проводилось без моего участия. Исследование в OHSU предоставило независимую проверку того, что пептид работает на животных. И подтвердило эффективность ISP в совершенно другой модели — сердечном приступе.
Такого рода репликации редко ».Открытие имеет значительный потенциал в лечении сердечного приступа. В настоящее время от 7 до 10 процентов людей умирают в течение первых шести месяцев от внезапной сердечной смерти из-за аритмии.
ISP обещает служить основой для профилактического лечения для предотвращения аритмии в первые месяцы сердечного приступа.«Нам очень повезло иметь связь с лабораторией доктора Сильвера, которая позволила нам протестировать системно доступное терапевтическое средство в нашей модели сердечного приступа», — пояснил Хабекер. «Тот факт, что подключение к Интернет-провайдеру через несколько дней после травмы может полностью восстановить иннервацию и снизить риск аритмии, поразителен и является ключевым открытием».
Следующими шагами в продвижении ISP будет тестирование пептида в качестве лечения после сердечного приступа на более крупных животных. Такие тесты позволят выявить максимально переносимую дозу, любой потенциал токсичности и степень, в которой пептид проникает в рубцовые ткани. Кроме того, с помощью исследований на животных исследователи хотят узнать, принесет ли ISP, введенный через несколько месяцев или даже лет после сердечного приступа, такую ??же пользу, как и лечение, проводимое через три дня после сердечного приступа.
«Мы хотим провести клинические испытания здесь, в Case Western Reserve, с ISP, когда он достигнет стадии клинических испытаний», — сказал Сильвер. «Мы могли бы провести эти испытания в сотрудничестве с OHSU и другими центрами по всей стране».