Ученые из Сеченовского университета сделали важное открытие, детально описав изменения, происходящие в миокарде с возрастом. В рамках исследования они выделили четыре основных признака клеточного старения сердца, что может значительно изменить подходы к диагностике и лечению сердечных заболеваний, а также помочь предотвратить серьезные изменения в этой жизненно важной мышце. OpenDubna.Ru
Исследование было проведено коллективом института клинической морфологии и цифровой патологии Сеченовского университета, в который вошли профессор Евгения Коган, ассистент Анна Акулова, иммуногистохимик Николай Жарков и студентка Анна Киракосьянц. В работе также принимали участие клиницисты, включая профессора Абрама Сыркина и профессора Ольгу Благову, а также коллег из НИИ морфологии человека им. академика А.П. Авцына Российского научного центра хирургии им. академика Б.В. Петровского и Ереванского государственного медицинского университета. Данная работа была удостоена первого места на Всероссийском конкурсе молодых ученых и специалистов в области патологической анатомии имени М.М. Руднева.
Как отмечает профессор Евгения Коган, понимание механизмов старения клеток имеет огромное значение для диагностики, лечения и профилактики возрастных заболеваний. «Мы начали изучение механизмов клеточного старения с миокарда, так как сердечно-сосудистые заболевания являются ведущей причиной смертности в мире, и их профилактика является одним из ключевых направлений здравоохранения», — подчеркивает она.
В ходе исследования ученые проанализировали состояние клеток сердца у пациентов с хроническим миокардитом – воспалением сердечной мышцы. Участники исследования были разделены на четыре группы: пожилые (старше 60 лет) и молодые (до 59 лет), с перенесенным COVID‑19 и без него. Все участники исследования прошли эндомиокардиальную биопсию, что позволило изучить изменения на клеточном уровне.
Исследователи выделили четыре маркера, указывающие на биологическое старение сердца. Первым признаком стала накопление клеточного «мусора». В кардиомиоцитах – клетках сердечной мышцы – с возрастом накапливается липофусцин, известный как «пигмент старения». Это желто-бурые гранулы, образующиеся из окисленных жиров и белков, которые мешают мышце нормально сокращаться и перекачивать кровь. У пожилых пациентов было обнаружено в три раза больше липофусцина, чем у молодых.
Вторым признаком являются амитосенсцентные клетки, которые перестают делиться, но не умирают. У пожилых пациентов уровень экспрессии белка p16, который тормозит бесконтрольное деление клеток, оказался значительно выше, особенно среди тех, кто переболел COVID‑19. «Эти клетки вырабатывают токсические вещества и мешают молодым клеткам регенерировать, создавая порочный круг», — поясняет ассистент Анна Акулова.
Третий признак старения заключается в уменьшении количества капилляров, которые обеспечивают клетки кислородом и питательными веществами. У молодых пациентов капилляров было больше, а у пожилых их количество снижалось из-за того, что компенсаторные механизмы организма уже не работали. Интересно, что у пациентов, переболевших COVID‑19, капилляров было особенно много, что ученые объясняют компенсаторными реакциями организма.
Четвертым маркером стало изменение характера воспалительного ответа. У молодых пациентов с миокардитом наблюдалось в два раза больше Т-лимфоцитов, которые атакуют возбудителя. У пожилых пациентов иммунный ответ был менее активным, что приводило к хроническому, низкоинтенсивному воспалению, мешающему восстановлению сердечной мышцы.
Особое внимание исследователи уделили пациентам, переболевшим COVID‑19. У всех таких пациентов уровень апоптоза, то есть программируемой гибели клеток, был выше, чем у тех, кто не перенес инфекцию. Это свидетельствует о том, что вирус способствует ускоренному старению клеток. Также у всех пациентов с COVID‑19 в сердце обнаруживался васкулит – воспаление мелких сосудов.
На основе новых данных врачи надеются на разработку персонализированного лечения. «Если не учитывать возрастные изменения, то можно недооценить необходимость лечения или, наоборот, назначить агрессивную терапию, которая может навредить», — говорит профессор Коган. Ученые намерены предложить новые маркеры для диагностики состояния сердца у пожилых пациентов, что позволит своевременно выявлять опасные изменения.
Кроме того, новое исследование открывает перспективы для создания принципиально новых терапевтических подходов, направленных на борьбу с механизмами старения. Например, в Сеченовском университете изучается возможность частичного обратного воздействия на возрастные изменения клеток с помощью мРНК, которая может активировать программу контролируемого деления клеток для повышения их функционального состояния.
Также на мировом уровне разрабатываются сенолитики – препараты, нацеленные на уничтожение стареющих клеток, а экзосомы могут использоваться для «омоложения» тканей и снижения воспаления. Исследования продолжаются, и ученые планируют расширить выборку пациентов, изучить роль различных клеток в старении миокарда, а также исследовать активность экзосом.
В заключение, профессор Коган подчеркивает, что механизмы старения универсальны для различных органов. «Если мы научимся работать с процессами старения сердца, эти знания можно будет применить и к другим органам», — отмечает она. Ученые уверены, что дальнейшие исследования помогут разработать новые подходы к лечению различных заболеваний миокарда и замедлению старения.