Болезни сердца остаются главной причиной смерти в мире. Одна из причин заключается в том, что в отличие от других тканей, таких как кости и кожа, сердце обладает удивительно слабой способностью к регенерации после травмы, например, сердечного приступа. Поэтому ученые ищут клетки сердца, обладающие регенеративными свойствами. В новом исследовании лаборатории Йошинори Йошида сообщается об использовании iPS-клеток для получения одного из таких типов клеток — эпикардиальных клеток.

Эпикард описывает самый наружный слой сердца. По мере формирования сердца эпикардиальные клетки мигрируют и дифференцируются в различные клетки сердца. Однако после рождения эпикард переходит в состояние покоя и активизируется только после травмы, вызывая фиброз и рубцевание. Хотя такая реакция не идеальна и не позволяет полностью восстановить функцию сердца, у некоторых видов, таких как зебрафиш, реактивация эпикарда является критическим шагом для регенерации сердца.

В целом, эпикард растущего эмбрионального сердца ведет себя иначе, чем эпикард полностью сформированного сердца взрослого человека.

Чтобы изучить эти различия, она и ее коллеги дифференцировали человеческие iPS-клетки в эпикардиальные клетки. Они обнаружили, что белок кадхерин 18 (CDH18) экспрессируется только в эмбриональном типе.

Искусственная экспрессия генов в iPS-клетках технически сложна и дорогостояща. Использование поверхностных маркеров снижает трудоемкость и стоимость экспериментов, а также позволяет получить более безопасные клетки, которые в дальнейшем можно использовать для лечения пациентов».

Исследование показало, что таким поверхностным маркером является кадхерин 18 (CDH18). CDH18 более известен своей ролью в развитии и поддержании аксонов в нервной системе, но исследование показало его полезность для идентификации iPS-клеток, которые успешно дифференцировались в эпикардиальные клетки. Примечательно, что в то время как CDH18 экспрессировался в эпикардиальных клетках плода, он не экспрессировался в эпикардиальных клетках взрослого человека, что может отражать различные регенеративные свойства сердца.

Потеря экспрессии CDH18 привела к тому, что эпикардиальные клетки потеряли способность к размножению и вызвала переход эпикардиальных клеток в мезенхимальные, что привело к образованию гладкомышечных клеток сердца, что дает новое представление о том, как эпикард может быть активирован после травмы для содействия регенерации сердца.

Таким образом, измерение экспрессии CDH18 на дифференцирующихся iPS-клетках может стать эффективным средством для получения клеток со способностью к регенерации сердца в лабораторных условиях. Ученый из CiRA доктор Антонио Лусена-Какаче, старший автор исследования, добавил, что полученные результаты также дают представление о том, как регенерация сердца может включаться и выключаться в организме.