Ученые UVA были удивлены, обнаружив, что внутренняя оболочка сердца формируется из тех же стволовых клеток, известных как «клетки-предшественники», которые превращаются в кровь. Это означает, что стволовые клетки одного типа превращаются как в нашу кровь, так и в часть органа, который ее перекачивает.
Исследователи определили, что конкретный ген, S1P1, жизненно важен для правильного формирования сердца. Без него сердечная ткань, продуцируемая клетками-предшественниками, приобретает губчатость, которая ставит под угрозу способность сердца плотно сокращаться и эффективно перекачивать кровь.
У людей это известно как кардиомиопатия без уплотнения желудочков, опасное состояние, которое часто приводит к преждевременной смерти.«Многие пациенты, страдающие неизлечимыми хроническими заболеваниями, включая болезни сердца и почек, находятся в очереди на пересадку ограниченного количества органов. Поэтому существует острая необходимость в понимании того, что происходит с клетками во время болезни и как их можно вылечить», — сказал он. исследователь Ян Ху, доктор философии. «Каждый орган представляет собой сложную машину, созданную множеством разных типов клеток.
Знание происхождения каждой клетки и того, какие гены контролируют их нормальное функционирование, является для ученых основой для расшифровки процесса болезни и, в конечном итоге, для выяснения того, как направить клетки к самосовершенствованию. отремонтировать или даже создать новый орган, используя измененные клетки пациентов ».Далеко идущие последствия
Исследователи во главе с Марией Луизой С. Секейра-Лопес, доктором медицины, из Исследовательского центра здоровья детей UVA, изучали, как формируется почка, когда они отметили, что делеция гена S1P1 у исследовательских мышей имела смертельные последствия для других частей тела. «Мы изучали роль этих генов в развитии сосудистой сети почек», — вспоминала она. «Сердце — первый орган, который развивается, и поэтому, когда мы удалили этот ген из этих клеток-предшественников, мы обнаружили, что это привело к сердечным аномалиям, сильному отеку, кровотечению и снижению частоты сердечных сокращений».Это побудило их внимательнее присмотреться к сердцу. Именно тогда они обнаружили, что делеция гена вызвала тонкие стенки сердца и другие проблемы с сердцем у развивающихся эмбрионов мышей. «Тогда нам пришлось изучать сердце, когда почки еще даже не сформировались», — сказала она. «Нам пришлось выйти далеко за пределы нашей зоны комфорта».
Их открытие окажется неожиданным даже для ученых, специализирующихся на развитии сердца. «В течение долгого времени ученые считали, что каждый орган развивается независимо от других органов, а сердце развивается из определенных стволовых клеток, а кровь — из стволовых клеток крови», — пояснил исследователь Брайан С. Бельеа, доктор медицинских наук, из детской больницы UVA. «Ряд исследований, проведенных в этой и других лабораториях, включая эту работу, показывают, что эти клетки-предшественники обладают гораздо большей пластичностью. Мы обнаружили, что сердечные клетки-предшественники, присутствующие в эмбриональном сердце, действительно дают начало компонентам сердца у взрослых, но также дают начало клеткам крови ".
Исследователи были настолько удивлены своим открытием, что вернулись и неоднократно подтверждали свои выводы, используя несколько методов, включая новые, которые они разработали.Белье сказал, что открытие важной роли гена S1P1 может однажды привести к более эффективному лечению этого состояния. «Мы надеемся, — сказал он, — что это будет ступенькой для наших коллег-врачей».