Сердечные стволовые клетки в регенерации миокарда

В июле 2017 года в Frontiers Cardiovascular Medcine вышла обзорная статья британских и малазийских ученых, в которой обсуждаются основные открытия и текущий прогресс в области человеческой сердечной регенеративной терапии и перспективы комбинирования нескольких типов клеток для регенерации сложных компонентов, составляющих миокард. Сердечная недостаточность является «убийцей» номер один во всем мире. По прогнозам ~50% пациентов с этим диагнозом умирают в течение 5 лет. Открытие стволовых клеток, способных восстанавливать поврежденную часть миокарда, положило начало области сердечной регенеративной медицине, которая исследует различные типы стволовых клеток - аутологичных, либо эндогенных - в надежде найти «священный Грааль», стволовую клетку-кандидата, способную замедлить и обратить вспять прогрессирование болезни. Однако, существует много проблем, которые нужно преодолеть, в поисках такого клеточного кандидата. Идеальные клетки должны выживать в суровых условиях инфарктов, сохранять свой фенотип при введении, приживаться и инициировать восстановление и регенерацию in vivo. Ранее проводимые эксперименты в основном фокусировались на полученных из костного мозга клетках; однако для регенерации сердца требуются сложная координация и взаимодействия между различными типами клеток и экстрацеллюлярным матриксом для образования новых кардиомиоцитов и сосудистой системы. На инфарктных моделях животных наблюдалась тенденция, когда при назначении более чем одной клетки совместно и их котрансплантации, степень регенерации повышалась по сравнению с введением одной клетки. [caption id="attachment_1802" align="alignnone" width="854"] Рис. 1. Схема взаимодействий сердечных стволовых клеток / клеток-предшественников и клеток, полученных из костного мозга, способствующих восстановлению (регенерации) сердца.[/caption] В качестве клеток-кандидатов изучались мононуклеарные клетки костного мозга (bone marrow mononuclear cells, BMNCs), мезенхимальные стволовые клетки, или также известные как мезенхимальные стромальные клетки (mesenchymal stromal cells, MSC), c-kit+ сердечные стволовые клетки (Cardiac Stem Cells, CSCs), кардиосферы и клетки, доставляемые с помощью кардиосфер (CDC). Также прослеживались взаимодействия сердечных стволовых клеток с другими, в основном стромальными клетками (телоциты, полученные из эпикарда клетки – EPDCs, циркулирующие сосудистые клетки – CACs, перициты, выделенные из подкожной вены – SVPs). Стволовые клетки, полученные из костного мозга, остаются наиболее распространенными клетками-кандидатами первого поколения (рис. 2), которые используются в клинической трансплантации. Считается, что терапевтический эффект от клеток, полученных из костного мозга, в основном связан с паракринным механизмом, который активирует эндогенное заживление. Для восстановления поврежденного миокарда кардиомиоцитами могут потребоваться кардиогенные клетки второго поколения (рис. 2), более дифференцированные, полученные из сердца стволовые/клетки-предшественники или плюрипотентные стволовые клетки, некоторые из которых были использованы в клинических исследованиях. Тщательный отбор клеток-кандидатов, способов их доставки, применение стратегий приживления и улучшения клеток, углубленное исследование механизмов эффективности и клинически значимых конечных точек в будущих экспериментальных исследованиях могут помочь в развитии клеточной сердечной терапии. [caption id="attachment_1803" align="alignnone" width="975"] Рис. 2. «Дорожная карта» клинических исследований с использованием клеток-кандидатов 1-го и 2-го поколений.[/caption] С изобретением искусственных плюрипотентных стволовых клеток (IPS) массовый синтез кардиомиоцитов человека уже не так сложен. Трудности заключаются в повторном введении клеток в конструкцию, в поиске средств обеспечения их долговременного выживания и определении факторов, способствующих их созреванию. Еще одной проблемой является то, что большинство исследований проводились в двухмерной системе, тогда как мало что известно о взаимодействиях в трехмерных структурах. Хотя первые такие работы уже есть. Несмотря на то, что было предложено несколько вариантов стволовых клеток для восстановления сердца, окончательного соглашения относительно наилучшего типа клеток, который будет использоваться в клеточной терапии, нет, и поиск золотого стандарта все еще продолжается. Учитывая сложность строения миокарда, значительность изменений после инфаркта, этот процесс регенерации потребует множества сложных взаимодействий клеток между собой и с внеклеточным матриксом. Подготовила Ирина Даабуль Источник