Медленное выделение двух химических веществ защищает сердце после экспериментальных сердечных приступов
Jianyi «Jay» Zhang, M.D., Ph.D. Предоставлено: Университет Алабамы в Бирмингеме.

Новое лечение уменьшает повреждение сердца после серьезных сердечных приступов на двух моделях животных. Инъекции двух химических веществ в форме с медленным высвобождением значительно уменьшали размер мертвой сердечной ткани, известной как инфаркт, и улучшали функцию левого желудочка по сравнению с необработанными субъектами.

Риск смерти у пациентов после острых инфарктов напрямую связан с размером инфаркта, поэтому уменьшение размера является ценным. Пациенты с сердечным приступом формируют рубцовую ткань, чтобы заменить мертвую и умирающую сердечную мышечную ткань, часто сопровождающуюся прогрессирующей сердечной недостаточностью с течением времени, когда поврежденное сердце изо всех сил пытается поддерживать насосную способность. Исследование этого нового метода лечения, проведенного в университете Алабамы в Бирмингеме, опубликованное в JCI Insight, было проведено Цзяньи «Джей» Чжан, доктор медицинских наук, и Уцзян Чжу, доктор медицинских наук, доктор философии. Чжан является профессором и заведующим кафедрой биомедицинской инженерии UAB Медицинского факультета UAB и Технической школы.

Двумя химикатами являются FGF1 и CHIR99021 или CHIR. FGF1 является фактором роста фибробластов, а CHIR является активатором пути передачи сигналов Wnt — группы путей передачи сигналов, которые начинаются с белков, которые передают сигналы в клетку через рецепторы клеточной поверхности. Каждый из них показал некоторые преимущества, но эти два никогда не тестировались синергетически.

Чжан и его коллеги инкапсулировали FGF1 и CHIR в полимоликоликогликолевые наночастицы и вводили наночастицы в пограничные зоны инфарктов вскоре после экспериментальных сердечных приступов у мышей и свиней. Сердце свиньи больше похоже на человеческое сердце по размеру и биологии. Они показали, что наночастицы медленно высвобождали два химических вещества в течение четырех недель.

В обеих моделях, по сравнению с необработанными контролями, лечение улучшило функцию сердца, уменьшило размер фиброзного рубца, сильно стимулировало рост кровеносных сосудов в левом желудочке и предотвратило апоптоз клеток сердечной мышцы вблизи инфаркта, который является запрограммированная гибель клеток. Исследователи UAB также обнаружили, что лечение способствует клеточному циклу эндотелиальных клеток и клеток гладких мышц как у животных, так и в культуре.

«Взятые вместе», сказал Чжан, «эти данные впервые показывают, насколько нам известно, что комбинация CHIR и FGF1 приводит к кардиозащите in vivo, о чем свидетельствует значительное уменьшение размера инфаркта и улучшение левой функция желудочковой камеры. Поскольку регенерация кардиомиоцитов из клеток-предшественников сердца минимальна в сердце взрослого млекопитающего, спасение миоцитов, которым в противном случае суждено умереть, остается самой важной целью в сердечно-сосудистых науках. «

Исследовательская группа UAB начала с проверки химических веществ на способность усиливать клеточный цикл кардиомиоцитов, индуцированных плюрипотентными стволовыми клетками человека. Они обнаружили комбинацию определенной концентрации CHIR99021, и FGF1 был наиболее эффективным средством для индукции клеточного цикла. Они заключили в капсулу два химических вещества в наночастицах, продемонстрировали их кинетику высвобождения и показали, что четыре различных типа клеток поглощают наночастицы с одинаковой скоростью.

Когда исследователи протестировали инъекции наночастиц в сердца на моделях сердечного приступа у свиней и мышей, они были удивлены результатом: в отличие от скрининга клеточный цикл кардиомиоцитов был незначительным.

Чтобы исследовать механизмы, лежащие в основе кардиозащиты, наблюдаемые на животных моделях, они обнаружили, что наночастицы CHIR-FGF1 усиливают клеточный цикл эндотелиальных и гладкомышечных сосудистых клеток в клеточной культуре. Исследователи обнаружили транскрипционные изменения в эндотелиальных клетках пупочной вены человека после обработки наночастицами генов, участвующих в ангиогенезе, пролиферации клеток, старении и гибели клеток. Они также обнаружили повышенные уровни регуляторных белков клеточного цикла в обработанных клетках.

«Следует отметить, что апоптоз достиг пика в раннем постинфарктном периоде реперфузии, что, возможно, способствовало демонстрации эффективности двух химических веществ с момента их доставки во время острой травмы», — сказал Чжан. «Могут ли быть достигнуты подобные улучшения путем задержки лечения до более хронической фазы, еще предстоит определить».




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *