Согласно новому исследованию, проведенному медицинскими исследователями Weill Cornell Medicine, эндотелиальные клетки с отчетливой экспрессией генов играют ключевую роль в развитии и восстановлении кровеносных сосудов на протяжении всей жизни.
Исследование, опубликованное 29 апреля в журнале Circulation, помогает разгадать давнюю загадку в области сердечно-сосудистых исследований. Ученые подозревали, что кровеносные сосуды, выстланные клетками, называемыми эндотелиальными, содержат клетки, которые помогают в регенерации и восстановлении, как это делают многие другие органы и ткани. Итак, первый автор доктор. Ян Лин, преподаватель регенеративной медицины и сотрудник Института терапевтической регенерации органов Хартмана в Weill Cornell Medicine, и его коллеги показывают, что подмножество эндотелиальных клеток действует как резервуар для восстановления и отрастания во время развития и после травмы. Они показывают, что эти клетки можно отличить от других зрелых эндотелиальных клеток по высокой экспрессии гена, называемого АТФ-связывающим кассетным членом подсемейства G2 (ABCG2).
Доктор Шахин Рафии, руководитель отделения регенеративной медицины и профессор генетической медицины имени Артура Б. Белфера в медицинском центре Weill Cornell Medicine, и доктор Мервин Йодер, заслуженный профессор медицинской школы Университета Индианы, совместно с доктором Лином руководили исследованием.
“Определенные группы ABCG2-позитивных эндотелиальных клеток пролиферируют, когда кровеносный сосуд нуждается в росте или восстановлении”, — сказал доктор Лин. “Изучение этих уникальных ABCG2-экспрессирующих клеток может привести к разработке новых методов лечения сердечно-сосудистых заболеваний”.
Эндотелиальные клетки выстилают кровеносные сосуды изнутри и помогают транспортировать питательные вещества и кислород по всему организму. Когда они стареют или повреждаются, они могут плохо функционировать, что приводит к таким заболеваниям, как сердечно-сосудистые заболевания или нарушения обмена веществ, — говорит доктор Лин. По его словам, большинство ученых полагали, что все эти клетки одинаковы и вместе регенерируют новые клетки для роста и восстановления.
Однако доктор Лин и его коллеги обнаружили, что одна подгруппа эндотелиальных клеток обладает большей способностью к регенерации, чем другие. Команда ученых показала, что эндотелиальные клетки, экспрессирующие ABCG2, участвуют в формировании вен, артерий и капилляров в процессе развития. В экспериментах на животных они также показали, что эти клетки, экспрессирующие ABCG2, активизируются после сердечного приступа для восстановления поврежденных кровеносных сосудов.
Затем исследователи определили, как генетически регулируются эти регенеративные клетки. Они определили генетическую сигнатуру клеток, экспрессирующих ABCG2, проанализировав, какие гены включены и выключены в клетках и как контролируется активность генов. Анализ также дал исследователям представление о генах, которые способствуют их заживлению. Например, они обнаружили, что гены, очень активные в регенеративных клетках по всему организму, также активны в клетках, экспрессирующих ABCG2, а также гены, важные для развития кровеносных сосудов.
“В будущем мы хотели бы узнать больше о том, как эти клетки сохраняют свой потенциал к самообновлению на протяжении всей жизни”, — сказал он.
Действительно, их открытия могут привести к разработке методов лечения заболеваний, поражающих сердце и кровеносные сосуды. Доктор Лин объяснил, что модифицированные клетки, экспрессирующие ABCG2, можно выращивать в лаборатории и трансплантировать пациентам, чтобы помочь в заживлении поврежденных кровеносных сосудов. Ученые также могут разработать лекарства, нацеленные на эти клетки.
“Мы могли бы создать клеточную терапию с использованием этих ABCG2-экспрессирующих клеток или препаратов, нацеленных на них, для лечения сердечно-сосудистых заболеваний или стимулирования регенерации кровеносных сосудов”, — сказал доктор Лин.
Доктор Лин выразил надежду, что это исследование также поможет другим ученым оценить разнообразие эндотелиальных клеток. “Эндотелиальные клетки не все одинаковы”, — сказал доктор Лин. “Существуют разные типы эндотелиальных клеток, и при разработке новых методов лечения нам необходимо точно определить, какие из них наиболее эффективны”.
Многие врачи и ученые Weill Cornell Medicine поддерживают отношения и сотрудничают с внешними организациями для содействия научным инновациям и предоставления экспертных рекомендаций. Учреждение публикует эти данные для обеспечения прозрачности. Эту информацию смотрите в профиле доктора Рафии.
Исследование, о котором рассказывается в этой статье, было частично поддержано грантами Национального института сердца, легких и крови, Национального института диабета, болезней органов пищеварения и почек и Национального института аллергии и инфекционных заболеваний, входящих в состав Национального института здравоохранения.
Источник: Доктор Шахин Рафии, доктор Ян Лин, Корпоративные инновации, Хартмановский институт терапевтической регенерации органов, Регенеративная медицина, Исследования, Новости WCM
