Как химиотерапия влияет на сердце.

В раннем онлайн-издании сборника трудов Национальной академии наук появилось новое исследование, в котором говорится, что блокировка белка в сердце, вырабатываемого в стрессовых условиях, может стать новым подходом к профилактике нарушений сердечной деятельности, вызванных химиотерапией.

По данным предыдущих исследований, почти четверть людей, получавших обычный химиотерапевтический препарат доксорубицин, имеют риск развития сердечной недостаточности в дальнейшем в жизни, однако до сих пор остается неясным, как происходит это повреждение сердца.

Ученые из Университета Огайо обнаружили в культурах мышей и клеток, что причиной повреждения сердца в результате химиотерапии может быть фактор теплового шока-1 (HSF-1), вызванный белком. HSF-1 индуцируется стрессом, который связан с химиотерапией как таковой, поскольку процедура является стрессовой для организма.

Старший автор исследования, доцент кафедры медицины внутренних дел Университета штата Огайо Говиндасами Илангован, объясняет: “Мы обнаружили, что простой фактор, связанный со стрессом, может ухудшить воздействие химиотерапии на сердце. Полученные результаты наводят нас на мысль, что любой дополнительный стресс может навредить сердцу больше, чем сама химиотерапия”.

В эксперименте на животных исследователи ввели две группы мышей с доксорубицином. Одна группа состояла из нормальных животных, в то время как животные в другой группе были генетически изменены, чтобы быть неспособными производить HSF-1. Они обнаружили, что сердца мышей без HSF-1 были более здоровыми, и животные жили дольше после химиотерапии, чем обычные мыши.

Результаты более тщательного изучения на клеточном уровне показали, что при блокировке HSF-1 в сердце активируется ген, который вырабатывает белок, выкачивающий химиотерапию из клеток сердечной мышцы и тем самым предотвращающий их отмирание. В настоящее время Илангован и его команда работают над разработкой препаратов, которые могут селективно подавлять HSF-1 в сердце в качестве возможной дополнительной терапии для онкологических больных, получающих химиотерапию.

Химиотерапия может не только убивать раковые клетки, но и убивать другие типы клеток в различных органах. Иланжован объяснил, что в большинстве случаев органы способны регенерировать клетки после повреждения, в то время как клетки сердечной мышцы или кардиомиоциты не могут быть регенерированы. Потеря этих клеток может ослабить сердечную мышцу, что приведет к расширению кардиомиопатии, в результате чего снизится накачка сердца, что может привести к сердечной недостаточности.

Иланжован объяснил: “Эта работа возникла на этом фоне. Мы пытаемся определить фактор, который может быть направлен на профилактику кардиомиопатии.”

Ранее проведенные исследования показали, что доксорубицин приводит к активации HSF-1 в сердце. Для установления связи между фактором теплового шока-1 и мультирезистентностью-1 или MDR1 – геном, который помогает сердцу после химиотерапии, группа провела различные эксперименты на животных и клеточных культурах.

Эксперименты, в которых исследователи использовали клетки сердечной мышцы мышц с активированными белками HSF-1 и мышей без подтверждения того, что MDR1 активируется в клетках без белка HSF-1 больше, чем в клетках с нормальными клетками сердца. Они также отметили, что ген MDR1 индуцирует выработку белка на поверхности этих клеток сердца, который откачивает доксорубицин из клеток сердца.

“Это было захватывающее открытие. Когда мы вырубаем белок, предотвращается не только путь гибели клеток, но и гене мультирезистентности, который выкачивает препарат из клеток. Поэтому, когда HSF-1 активируется химией, это приводит к смерти кардиомиоцитов. Но если мы вырубим его, этот ген придет и защитит сердце.” Группа также отметила наличие взаимодействия между HSF-1 и NF-kB, еще одним белком в клетках сердца, который они смогли отследить до образования защитного гена. Иланжован объяснил: “Они вроде как враждуют друг с другом. Если HSF-1 ниже, то другой белок становится доминирующим. Они борются за один и тот же сайт связывания, и когда мы вырубаем HSF-1, NF-kB может свободно связываться и активировать ген MDR1″. Это также означает, что в присутствии HSF-1 белок NF-kB ингибируется, что в свою очередь блокирует активацию защитного гена.

Команда отметила более длительное время выживания у мышей, которые не смогли произвести HSF-1 после лечения доксорубицином. Кроме того, они заметили, что на снимках показано меньше повреждений сердца этих мышей в результате химиотерапии, чем у обычных мышей.

Для того чтобы отключение белка HSF-1 до начала химиотерапии не вызывало в этих клетках гена мультирезистентности, который может иметь разрушительные результаты, команда также провела тестирование раковых клеток молочной железы.

Илангован утверждает, что точное время ингибирования HSF-1 и ограничение этого ингибирования сердцем являются решающими факторами для разработки препаратов, направленных против него. Согласно различным исследованиям HSF-1, белок может оказывать как благотворное, так и вредное воздействие на организм. Однако исследователи пришли к общему выводу, что время его активации помогает определить, какой эффект будет иметь белок. Если HSF-1 активируется перед травмой или другим повреждающим событием, он может быть защитным, в то время как после травмы, т.е. химиотерапия доксорубицином, белок, как правило, более опасен.

“Я предвижу, что, возможно, пациент примет препарат, чтобы заглушить HSF-1 в сердце за один-два дня до химиотерапии. Так что пока химиотерапия не будет очищена, белок будет находиться в стадии сногсшибания и не повредит сердце”. написанная Петрой Ратту.