Однажды термин «голубая кровь» может стать синонимом метода лечения сердца. Команда исследователей из Научного института им. Вейцмана выяснили, что нетоксичное синее вещество, используемое для окрашивания образцов тканей в биолабораториях, способствует восстановлению поврежденной ткани сердца у лабораторных мышей.
Исследование началось несколько лет назад, когда профессор Эльдад Цахор и группа ученых из отдела молекулярно-клеточной биологии Института занимались выращиванием клеток сердечной мышцы (кардиомиоцитов) в чашке Петри. В надежде вырастить новые сердечные клетки или найти лекарства, восстанавливающие поврежденные клетки, ученые объединились с доктором Хаимом Барром и Ногой Козер в высокопроизводительном отделе по разработке лекарственных средств на базе Национального центра персонализированной медицины им. Нэнси и Стивена Гранда.
Используя высокотехнологичное роботизированное оборудование, члены команды помещали кардиомиоциты в крошечные лунки и добавляли к ним тысячи различных малых молекул по одной в каждую лунку. Такие малые молекулы – биохимические соединения – предпочтительны при разработке лекарств, так как они дешевы, стабильны и хорошо переносятся иммунной системой. Клетки отслеживались в течение 6 дней, а их количество подсчитывалось. В конце испытания ученые поняли, что одно соединение вызывает увеличение числа кардиомиоцитов, а не приводит к их угнетению или гибели. Это была молекула, получившая название Chicago Sky Blue (CSB). Этот краситель обычно используется для исследований и диагностики.
В текущем исследовании команда взяла эту молекулу и проверила ее в реальных условиях на мышах с инициированным сердечным приступом. У взрослых грызунов, как и у людей, инфаркт вызывает образование рубцовой ткани. Несмотря на то, что клетки сердца достаточно сильны, чтобы непрерывно работать в течение десятилетий, инфаркт приводит к их необратимому повреждению. Ученые ввели синий краситель в сердца мышей, перенесших инфаркт, и обнаружили улучшение его функции. Вдохновлённые этим открытием, они исследовали грызунов на признаки обновления клеток, но ничего не нашли.
Как же синий краситель смог восстановить работу сердца, если он не способствовал замене поврежденных клеток? Исследователи предположили, что он может подавлять определенные виды воспаления. Воспалительный процесс, объясняет Цахор, является нормальной реакцией организма на травму. Но слишком сильное воспаление может привести к тому, что клетки сердца, называемые фибробластами, будут продолжать формировать рубцовую ткань, и это может стать порочным кругом, приводящим к дальнейшему ухудшению. Когда ученые исследовали сердца после лечения синим красителем, они обнаружили меньше рубцовой ткани, чем у грызунов из контрольной группы, и сердца пролеченных мышей не стали расширенными, как лопнувший воздушный шарик, что нередко случается после повреждения сердца.
Команда обнаружила, что CSB предотвращает активацию иммунных клеток, называемых макрофагами. Эти клетки полезны при заживлении ран, но в сердце процесс заживления может быть связан с образованием рубцовой ткани после инфаркта. Лечение CSB привело к уменьшению количества активированных макрофагов и привело к уменьшению образования рубцовой ткани.
Дальнейшие испытания показали, что краситель действует двумя способами. Помимо уменьшения воспаления, он ингибирует действие фермента, известного как CaMKII, который в избытке производится при кардиозаболеваниях. Чрезмерная активация этого вещества после травмы сердца нарушает важнейший процесс обмена кальция в кардиомиоцитах, а это, в свою очередь, приводит к ухудшению сократительной функции сердца. Синий краситель ингибирует активацию этого фермента, что, возможно, приводит к улучшению сократимости сердца.
Когда ученые экспериментировали со специально выращенной в лаборатории искусственной сердечной тканью, созданной в лаборатории профессора Нанада Бурсака в университете Дьюка, они обнаружили, что CSB действительно улучшает сократительную способность миоцитов. Профессор Цахор сказал: «Наша работа в лаборатории в большей части сосредоточена на разработке препаратов, которые помогали бы кардиомиоцитам обновляться. Новый эксперимент продемонстрировал, что мы должны учитывать и другие происходящие после инфаркта процессы, включая воспаление и снижение сократительной функции. Так как CSB не показал признаков токсичности, мы предполагаем, что его можно использовать в дальнейших клинических испытаниях в качестве средства, предотвращающего дальнейшее повреждение сердца после инфаркта».
