Исследования того, как сердце может превратиться в кость.

Исследования того, как сердце может превратиться в кость.

В нормальных условиях ткани вне костей не кальцинируют.

Однако по мере старения и у людей с диабетом и заболеваниями почек кальцификация может возникать и в других типах тканей.

Эта минерализация наблюдается в кровеносных сосудах, почках и сердце. Когда это происходит в сердце, это может нарушить нормальную передачу электрических сигналов.

Это может иметь серьезные, пагубные последствия для функционирования органов, и в настоящее время не существует методов лечения, которые могли бы обратить вспять или ослабить это химическое изменение.

На самом деле, кальцификация сердечной мышцы является одной из наиболее распространенных основных причин блокировки сердца — состояния, при котором сердце бьется ненормально медленно.

Хотя минерализация наблюдалась в ряде медицинских ситуаций, механизмы, стоящие за ней, не были тщательно изучены, и многие вопросы о ее внутреннем функционировании остаются неизвестными.

Исследователи из широкого центра регенеративной медицины и исследований стволовых клеток при Калифорнийском университете Лос-Анджелеса имени Илая и Эдиты приступили к более детальному изучению этой загадочной области медицины.

» Мы задали вопрос: «Какие клетки сердца вызывают кальцификацию, и, учитывая тесную связь между повреждением тканей, фиброзом и кальцификацией, мы предположили, что именно фибробласты сердца [клетки, которые вызывают рубцы после повреждения] способствуют процессу кальцификации».

Старший автор Арджун Дебби

Понимание процесса кальцификации после травмы

Чтобы понять эту кальцификацию сердечной ткани, Деб и его соавторы разработали способ наблюдения за фибробластами сердца с помощью технологии генетического мечения; они наблюдали, как эти клетки у мышей превращаются в костные, остеобластовидные клетки после травмы.

Затем, для дальнейшего исследования функции этих клеток, они забрали фибробласты сердца у поврежденных мышей и пересадили их под кожу здоровых мышей. Как и прогнозировалось, мягкие ткани в регионе кальцинировали аналогичным образом.

Кроме того, команда продемонстрировала, что фибробласты человеческого сердца также способны образовывать отложения кальция в лабораторной посуде.

Результаты исследований Деб, опубликованные на этой неделе в Стволовой клетке клетки, в какой-то степени описывают, как ткани могут превратиться в костноподобное вещество. Следующая и, возможно, более насущная проблема заключается в том, как эти изменения могут быть обращены вспять или, по крайней мере, замедлены.

Группа решила изучить влияние малой молекулы, известной как ENPP1, на процесс кальцификации. Известно, что после травмы этот фермент подвергается чрезмерной экспрессии фибробластами сердца, что делает его основной мишенью для дальнейшего исследования.

Инъекция малых молекул сокращает процесс кальцификации.

Путем введения ряда малых молекул, которые могут нарушить ENPP1 (до травмы), они наблюдали 50-процентное снижение или более процентов в процессе кальцификации.

В частности, наиболее перспективным было взаимодействие этидроната с препаратом — 100% успешное, без поддающейся измерению кальцификации после травмы. Этидронат обычно назначается пациентам с болезнью Паже, состоянием, при котором процесс генерации костной ткани дезорганизован.

Поскольку эта область физиологии недостаточно изучена, данное исследование является хорошей отправной точкой для дальнейших исследований. Деб говорит: «Теперь мы хотим посмотреть, является ли это общим путем к кальцификации, независимо от этиологии, и можно ли то, что мы нашли, широко применять к тканям по всему телу».

Группа уже приступила к изучению возможности использования других малых молекул для снижения или предотвращения кальцификации в кровеносных сосудах. Кроме того, поскольку ENPP1 был эффективен только в том случае, если он был доставлен до травмы, ведется поиск молекул, которые могут быть эффективны при инъекциях после травмы.