Гены рыбы содержат ключ к восстановлению повреждённого сердца

Мексиканская тетра-рыба может восстанавливать своё сердце после повреждения — способность, которую учёные годами стремятся воспроизвести у людей.

Новое исследование, финансируемое British Heart Foundation (BHF) и опубликованное в Cell Reports, предполагает, что ген lrrc10 может быть ключом к этой удивительной способности рыбы.

Около 1.5 миллиона лет назад тетра-рыбы (Astyanax Mexicanus), жившие в реках Северной Мексики, периодически смывались сезонными паводками в пещеры. Со временем паводки стали реже и в итоге прекратились. Это создало идеальную среду для адаптации и эволюции разных представителей одного вида к разным условиям обитания — реке и пещерам.

Поверхностные рыбы, до сих пор живущие в реках Мексики, сохранили способность к регенерации сердечной ткани. Однако рыбы в одной конкретной пещере, Пачон, утратили эту способность. Они также потеряли окраску и зрение, поскольку ни один из этих признаков не давал преимуществ в вечной темноте их нового дома.

Доктор Матильда Моммерстиг и её команда из Оксфордского университета сравнили генетический код речных рыб со слепыми пещерными рыбами, чтобы обнаружить механизмы, необходимые для восстановления сердца. Они выявили три области генома рыбы, связанные с этой способностью.

Исследователи также сравнили активность генов у речных и пещерных рыб после повреждения сердца. Два гена, lrrc10 и caveolin, были гораздо активнее у речных рыб и могут быть ключевыми для их способности к регенерации.

Ген lrrc10 уже связан с заболеванием человека — дилатационной кардиомиопатией (DCM). Исследования на мышах ранее показали, что этот ген участвует в процессе сокращения клеток сердца при каждом ударе.

Учёные также изучили эффект этого гена на рыбках данио-рерио, которые также обладают способностью к регенерации сердца. Когда команда деактивировала ген lrrc10 у данио-рерио, рыбы больше не могли полностью восстанавливать свои сердца.

Сотни тысяч людей в Великобритании живут с изнурительной сердечной недостаточностью, часто являющейся результатом сердечного приступа. Во время приступа сердце лишается кислорода, что приводит к гибели клеток сердечной мышцы и их замене рубцовой тканью. Это мешает правильному сокращению сердца и снижает его способность перекачивать кровь.

Люди, страдающие сердечной недостаточностью, не могут регенерировать повреждённые сердца, и часто единственным лечением является трансплантация. Исследователи надеются, что, раскрыв секреты этих удивительных рыб, мы однажды сможем лечить человеческие сердца аналогичным образом.

Ключевые цитаты:

• Профессор Метин Авкиран, BHF: «Эти замечательные открытия показывают, как много нам ещё предстоит узнать из богатой палитры природного мира... Нам теперь нужно определить, можем ли мы использовать аналогичные механизмы для восстановления повреждённых человеческих сердец».
• Доктор Матильда Моммерстиг, руководитель исследования: «Сравнивая речных и пещерных рыб, мы смогли выделить гены, ответственные за регенерацию сердца... Это только начало, но мы невероятно воодушевлены этими замечательными рыбами и потенциалом изменить жизни людей с повреждёнными сердцами».