Вчені виявили дивовижне джерело серцевого запалення

Дослідники Каліфорнійського університету в Сан-Дієго виявили новий запальний механізм у прикордонній зоні серця після серцевого нападу, який спричинений стресом кардіоміоцитів. Це відкриття може призвести до нових методів лікування, спрямованих на запобігання серцевої недостатності шляхом націлювання на механічний стрес, зондування ДНК та передачу сигналів IFN.

Ішемічна хвороба серця є основною причиною смерті в усьому світі. Зазвичай це починається з серцевого нападу або інфаркту міокарда (ІМ), під час якого частина серцевого м’яза гине через те, що він не отримує достатньо крові з коронарних артерій. Ця подія викликає інтенсивне запалення, змінює структуру серцевої стінки і, зрештою, може призвести до серцевої недостатності.

Протизапальні препарати виявилися напрочуд неефективними для запобігання серцевій недостатності. Як наслідок, вони не є звичайною частиною лікування після ІМ. Однак можливо, що найпотужніші молекулярні та клітинні мішені запалення ще не виявлені.

Відкриття нового механізму запалення

У номері Nature за 28 серпня 2024 року дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго в лабораторії доктора Кевіна Кінга, доцента біоінженерії та медицини та кардіолога Серцево-судинного центру Сульпіціо, повідомляють про відкриття нового механізму серцевого запалення, що може розширити терапевтичні можливості для запобігання перетворення серцевих нападів у серцеву недостатність.

Запалення після ІМ класично приписують професійним імунним клітинам, таким як нейтрофіли та макрофаги, які проникають в інфарктне серце та реагують на молекули в уламках клітин, що вмирають. Тож команда була здивована, коли виявила, що прозапальна «відповідь на інтерферон I типу (ІФН)» активувалася не в інфаркті, де були зосереджені імунні клітини, а натомість у прикордонній зоні, що оточує інфаркт.

Прикордонна зона була захоплюючою, але недостатньо вивченою областю інфаркту серця. Це місце, де вцілілі клітини серцевого м’яза намагаються стабілізуватися і навіть розмножуватися після того, як їх від’єднали від їхніх вмираючих сусідніх клітин. На жаль, прикордонна зона виявилася складним регіоном для вивчення, оскільки її нелегко відокремити від решти серця. Дослідники подолали цю перешкоду, використовуючи методи, про які вони нещодавно повідомили, засновані на одноклітинній РНК-секвері та просторовій транскриптоміці, де клітини прикордонної зони розпізнаються на основі їхніх моделей експресії генів.

Кардіоміоцити як ключові ініціатори запалення

Щоб визначити, який тип клітин ініціює запалення прикордонної зони, команда створила бібліотеку мишей з умовним нокаутом, кожна з яких не може ініціювати передачу сигналу IFN в іншому типі клітин. На їх подив, клітини серцевого м’яза, які називаються кардіоміоцитами, виявилися домінуючими ініціаторами передачі сигналу IFN у прикордонній зоні. Вони виявили, що механічно напружені кардіоміоцити в прикордонній зоні часто зазнавали розриву ядерної оболонки, що дозволяло вийти з ядерної ДНК і сприймати датчиками цитозольних ДНК, що призводило до активації сигналізації IFN. Це, своєю чергою, викликало механічне ослаблення серцевої стінки та зробило її вразливою до розширення, витончення та розриву, забезпечуючи механістичне пояснення раніше повідомленого командою спостереження про те, що миші, у яких не було відповіді на IFN, продемонстрували покращену виживаність після ІМ.

«У лікарні ми щодня обслуговуємо пацієнтів з інфарктами та серцевою недостатністю. Нові терапевтичні цілі для ІМ з потенціалом для запобігання розвитку серцевої недостатності є надзвичайно важливими, сказав доктор Кінг, старший автор дослідження та викладач кафедри біоінженерії Shu Chien Gene Lay та відділу кардіології Каліфорнійського університету в Сані. Дієго.

Залишається багато запитань, однак нещодавно повідомлені висновки свідчать про те, що обмеження механічного стресу в прикордонній зоні, пригнічення чутливості ДНК і запобігання передачі сигналів ІФН типу I можуть представляти нові можливості для пацієнтів уникнути розвитку серцевої недостатності після ІМ.