Есть ли альтернативы пересадке сердца?

16 октября, 2017 Кардиология  Нет комментариев

Есть ли альтернативы пересадке сердца?

В будущем ученые надеются лечить самые тяжелые последствия инфаркта, не прибегая к пересадке сердца, но разработать успешную методику лечения будет труднее, чем предполагалось ранее, выяснил корреспондент BBC Future.

Разбитое сердце не склеить, и это не метафора. Другие наши органы, такие как печень, или кожные покровы, обладают хорошей способностью к регенерации после повреждений, но сердце — совсем другая история. При сердечном приступе гибнут клетки сердечной мышцы (кардиомиоциты), и их заменяет не свежая мышечная ткань, а рубцовая (разновидность соединительной ткани). Образовавшийся рубец какое-то время «склеивает» соседние участки неповрежденной мышцы, но в конечном счете ослабляет работу сердца и повышает риск новых приступов. Неудивительно, что сердечные заболевания являются основной причиной смертности в мире. По прогнозам, к 2030 г. ежегодная смертность от проблем с сердцем может превысить 23 миллионов человек.

Пока что единственный проверенный способ разорвать этот замкнутый круг — пересадка сердца. Но донорских сердец не хватает на всех — ежегодно проводятся лишь несколько тысяч трансплантаций. Продолжительность жизни прооперированных счастливчиков тоже оставляет желать лучшего: чтобы избежать отторжения чужого органа, они вынуждены сидеть на токсичных лекарствах, подавляющих иммунную систему.

С начала 2000-х ученые экспериментируют со стволовыми клетками пациентов, пытаясь заставить сердце регенерировать собственную мышечную ткань. Стволовые клетки способны превращаться во все другие виды клеток организма, и поначалу была надежда, что при введении в больное сердце они смогут генерировать новые кардиомиоциты.
Эта надежда основывалась на отчете о научном исследовании, опубликованном в 2001 г. в журнале Nature, где отмечалось, что стволовые клетки, взятые из костного мозга мышей, эффективно генерировали новую мышечную ткань при инъецировании в поврежденные сердца тех же самых грызунов. Результаты исследования были опровергнуты тремя годами спустя, но к тому времени уже велся ряд клинических испытаний данного метода. На данный момент их проведено уже несколько десятков — в основном со стволовыми клетками, взятыми из костного мозга, но также из скелетной мускулатуры и других источников в организме.

В 2012 г. Кокрановское Сотрудничество (международная некоммерческая организация, занимающаяся оценкой медицинских заключений) проанализировало результаты 33 подобных испытаний, которые в совокупности охватывали 1765 пациентов. Выводы оказались необнадеживающими — инъецированные стволовые клетки улучшали насосную функцию сердца в среднем лишь на 3-4%. Они не предотвращали последующих сердечных приступов, не производили новых кровеносных сосудов и в целом не помогали спасать жизни.

Впрочем, было бы слишком наивно возлагать на них такие большие надежды. После проникновения в сердце пациента стволовым клеткам для начала необходимо просто выжить, затем найти поврежденные участки мышцы и произвести новую мышечную ткань, которая сокращалась бы синхронно с соседними участками. Достоверно не известно, удавалось ли им вообще что-то из этого списка в ходе экспериментов. Даже если инъецировать пациенту миллионы стволовых клеток, подавляющее большинство из них погибнет в течение нескольких недель. Если они и дадут какой-то положительный эффект, то, скорее, за счет того, что сигналы, посылаемые ими существующим кардиомиоцитам, стимулируют последние на то, чтобы самим заняться ремонтом поврежденной ткани.

Данную методику лечения можно было бы усовершенствовать, вводя стволовые клети в сердце сразу после приступа. Однако Пол Райли из Оксфордского университета настроен скептически. «Возможно, мы ставим телегу впереди лошади», — говорит он. По мнению Райли, стремясь как можно скорее разработать более качественные методы лечения заболеваний сердца, «исследователи подошли к клиническим исследованиям с ненужной в этом деле спешкой».

Может быть, стволовые клетки, полученные из костного мозга, и не оправдали ожиданий, но существуют и более многообещающие их источники. Неожиданно выяснилось, что одним из таких источников может стать само сердце. Недавние исследования перевернули распространенное представление о том, что взрослое сердце не производит новые кардиомициты. У него есть свой запас стволовых клеток, которые ежегодно заменяют собой от 0,5% до 1% кардиомиоцитов. Возможно, у сердца есть ключ к собственному спасению.

В рамках проводимого сейчас клинического испытания под названием SCIPIO (Stem Cell Infusion in Patients with Ischemic Cardiomyopathy — инфузия стволовых клеток пациентам с ишемической кардиомиопатией) Роберто Болли из Луисвиллского университета в штате Кентукки инъецировал сердечные стволовые клетки 20 пациентам с серьезным заболеванием сердца. Масштаб эксперимента невелик, но первоначальные результаты обнадеживают — Болли отмечает радикальное и долгосрочное улучшение насосной функции, а также более высокое качество жизни пациентов.

А доктор Эдуардо Марбан из кардиологического института при Медицинском центре Седарс-Синай в Лос-Анджелесе пошел другим путем. В рамках небольшого преклинического испытания под названием CADUCEUS он берет мышечную ткань из здоровой области сердца пациента, выращивает из нее в лабораторных условиях шарообразные клеточные кластеры, известные как кардиосферы, затем инъецирует их назад. У 17 инъецированных таким образом пациентов отмечено повышение роста здоровой мышечной ткани и уменьшение образования рубцовой, хотя насосная функция сердца у них не улучшилась.

По словам Джошуа Хэра из Университета Майами, учитывая такие результаты, неправильно было бы полностью отказываться от терапии стволовыми клетками. «Мы видим, что пациентам в результате становится лучше», — говорит он. К тому же этот метод безопасен. Несмотря на несколько неудач на раннем этапе, исследователи на сегодняшний день накопили достаточно опыта в инъецировании стволовых клеток в сердце. Если кому-то удастся заставить эту технологию работать, очень скоро ее смогут начать использовать в больницах.

Впрочем, не все разделяют этот оптимизм — некоторые исследователи выбрали совсем другой подход. Вместо того, чтобы впрыскивать выращенные в лаборатории клетки назад в сердце, они побуждают уже имеющиеся в нем клетки к созданию новой мышечной ткани. Райли, например, использует тот факт, что у эмбриона огромное количество кардиомицитов производится эпикардом — внешней оболочкой сердца. После рождения процесс прекращается, но Райли удалось восстановить эту функцию эпикарда, водя в мышиные сердца протеин Тимозин Бета-4. В результате у мышей, переживших сердечный приступ, генерировалась новая сердечная мышечная ткань, которая хорошо интегрировалась в существующую.

В прошлом году Дипак Шривастава из неправительственной организации Институты Глэдстоун в Сан-Франциско добился еще более впечатляющих результатов, применив метод, который многим казался неосуществимым. Он преобразовал фибробласты — клетки соединительной ткани, из которых формируется, в том числе, рубцовая ткань — в кардиомиоциты. Для этого потребовались всего три гена, контролирующие развитие сердца эмбриона – Gata4, Mef2c и Tbx5 (сокращенно GMT). «Эти гены запрограммированы на производство сердечных клеток. Мы лишь снова активировали их во взрослом организме», — говорит Шривастава. В 2010 г. при помощи своего коктейля из генов он превратил фибробласты в кардиомиоциты в лабораторных условиях, а два года спустя проделал то же на живых мышах, добившись еще более впечатляющих результатов. Похоже, естественная сердечная среда способствует более успешному перепрограммированию клеток на создание координированно сокращающейся мышечной ткани вместо рубцовой.

Это большое достижение. Метод Шриваставы позволяет избежать проблем и сомнений, связанных с инъецированием стволовых клеток, поскольку гены работают с клетками, уже присутствующими в сердце. Фибробласты составляют до половины клеток даже в здоровом сердце — это огромный резервуар потенциальных кардиомиоцитов. «Идея превращать клетки, формирующие рубцовую ткань, непосредственно в мышечную ткань в районе повреждения очень интересна, — говорит Райли. — Это передовая технология в современной науке».

К облегчению Шриваставы, другим ученым удалось воспроизвести результаты его экспериментов, что далеко не всегда случается в медицине. «Все больше людей используют и совершенствуют данный подход», — говорит он. Сейчас команда Шриваставы обкатывает метод на свиньях в рамках небольшого преклинического испытания. В отличие от крохотных сердец мышей, свиные сердца более схожи с нашими, и испытание призвано проверить, сработает ли перепрограммирование клеток в масштабах более крупного организма.

Кроме того, прежде чем приступать к испытаниям на человеке, Шривастава хочет убедиться в безопасности своего метода. При лечении сердца крупных размеров есть опасность создания изолированных участков репрограммированной мышечной ткани, не соединенных с соседними регионами, что может нарушать единообразие сокращения всей сердечной мышцы. Еще одна сложность состоит в том, что в экспериментах на мышах Шривастава внедрял гены GMT в фибробласты при помощи вирусов.

Применение вирусов как носителей полезной нагрузки — один из стандартных приемов, используемых в генной терапии, но он связан с определенным риском — гены могут встроиться не в те участки человеческой ДНК, помешав работе других генов и, возможно, увеличив вероятность развития рака. Со временем Шривастава надеется вообще отказаться от GMT, заменив их медицинскими препаратами с идентичными свойствами. «Это было бы безопаснее, да и со стороны регулирующих органов возникало бы меньше вопросов», — отмечает он.

Метки записи:  
Самые свежие новости медицины на нашей странице в Вконтакте

Читайте также

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>