Все это, конечно, очень упрощено, но это базовая модель, описанная Марком Сассманом, главным научным сотрудником Института сердца Университета Сан-Диего, который недавно был выбран отделом фундаментальной сердечно-сосудистой науки Американской кардиологической ассоциации для получения награды за выдающиеся достижения в этом году. Награда.
Сердце, в частности, кажется устойчивым к развитию раковых клеток.
"Когда вы в последний раз слышали о раке сердца?? Это почти неслыханно, – сказал Сассман.
Это не удивительно с эволюционной точки зрения. Если клетки сердца совершают серьезную ошибку транскрипции во время деления клеток, и ваш тикер показывает последний такт, проблему не решить. Поэтому логично, что сердечные клетки невероятно осторожны, когда дело доходит до размножения.
Но именно эта скрупулезность делает сердечные заболевания такой трудноразрешимой проблемой, – объяснил Сассман. Со временем клетки выгорают.
Их способность восстанавливать себя и производить новые замены постепенно ухудшается. К тому времени, когда вы достигнете преклонного возраста и начнете испытывать симптомы возрастной болезни сердца, ваши сердечные клетки работают на парах и не могут должным образом делиться на новые клетки.
«Есть лезвие бритвы, уравновешивающее клеточное старение и риск рака», – сказал он.
Что, если бы вы могли использовать биотехнологию, чтобы ходить по лезвию бритвы? Использовать пролиферативные свойства и выживаемость предрасположенных к раку клеток для омоложения сердечных клеток-предшественников – редкого типа стволовых клеток, которые неограниченно реплицируются в новые сердечные клетки – и заставить их снова делиться без образования опухолей?
Это цель исследования Сассмана в SDSU. Сассман и его коллеги опубликовали статью в журнале Journal of Biological Chemistry от 29 мая, в которой изучались результаты приема фермента Pim, который, как известно, связан с ростом и выживанием определенных типов раковых клеток, и заставлял его сверхэкспрессироваться в сердечные клетки-предшественники у мышей.
В здоровых клетках Pim помогает облегчить расщепление хромосом, ключевую часть процесса клеточного деления.
Ген, кодирующий выработку этого фермента, PIM1, известен как протоонкоген.
Это означает, что сам по себе ген не вызывает рак. Но когда он объединяется с другим геном Myc, скорее всего, образуются опухоли.
К счастью, комбинация Pim / Myc не является проблемой для клеток-предшественников сердца, а это означает, что вы можете настроить эти клетки для сверхэкспрессии гена PIM1 без повышения риска рака.
Именно это и сделала команда Сассмана.
Они модифицировали клетки-предшественники сердца мыши, чтобы сверхэкспрессировать PIM1 в определенных местах внутри клетки, воздействуя на определенные места большим количеством критического фермента Pim в надежде, что он защитит от связанных со старением сердечных заболеваний.
И это сработало. По сравнению с контролем, мыши со сверхэкспрессией PIM1 жили дольше и демонстрировали более сильную пролиферацию клеток. Но что интересно, то, как это работало, отличалось в зависимости от того, где в клетке был сверхэкспрессирован ген.
Если исследователи вызвали сверхэкспрессию PIM1 в ядре клетки-предшественника, они увидели усиленную пролиферацию в новые клетки. Если они сверхэкспрессировали ген в другом участке клетки, митохондриях, они обнаружили, что фермент подавлял естественные сигналы самоуничтожения клетки, заставляя их жить дольше.
Один метод усиливает деление клеток, другой предотвращает их гибель. У людей, в зависимости от индивидуальных обстоятельств человека, один или оба этих эффекта могут помочь восстановить сердечные клетки до более молодого и здорового состояния.
Суссман и его коллеги воспроизвели результаты с человеческими тканями, полученными у людей, чьи сердца вышли из строя и которые живут на вспомогательном желудочковом устройстве, которое перекачивает за них их кровь. В настоящее время исследовательская группа пытается получить финансирование для проведения клинических испытаний на людях, в которых они получают собственные сердечные клетки-предшественники пациента, модифицируют их для сверхэкспрессии PIM1, а затем помещают их обратно в сердце пациента в надежде омолодить ткань и побудить сердце к восстановлению. сам.
«Мы пытаемся вернуть время к тому моменту, когда их клетки обладали большим регенеративным потенциалом», – сказал Сассман. "Понимая, как и где Pim влияет на эти клетки, мы можем создать специализированные молекулы Pim, которые принесут вам все преимущества молодости без риска рака."