Восстановиться после инфаркта помогут гены роста сосудов

Сотрудники российского Национального медицинского исследовательского центра кардиологии оценили эффективность экспериментального метода генной терапии для модельных организмов — крыс с аналогом инфаркта миокарда. Оказалось, что введение вариантов генов фактора роста эндотелия сосудов VEGF165 и фактора роста гепатоцитов HGF уменьшает тяжесть последствий инфаркта у лабораторных животных. Притом вместе они работают эффективнее, чем по отдельности. Научная статья с результатами исследования опубликована в журнале PLoS ONE.

Новые методы генной терапии различных заболеваний в последние годы разрабатывают весьма интенсивно. В конце августа 2017 года первый из них получил одобрение FDA — американской организации, которая занимается контролем качества пищевых продуктов и медикаментов. С тех пор появилось еще несколько официально разрешенных «генных лекарств», и множество проходят клинические (на людях) и доклинические (на животных) исследования.

Одно из направлений развития генной терапии — усиление роста питающих сердце сосудов после инфаркта миокарда. Инфаркт — это острое нарушение кровоснабжения какого-то органа или его части, в случае миокарда — части сердечной мышцы. По ряду причин сосуды, питающие сердце (они называются коронарными) перестают приносить к этому органу кровь, из-за чего миокард недополучает питания, теряет способность нормально сокращаться, и часть его клеток погибает. На их месте образуется рубец, состоящий в основном из белка коллагена.

Чтобы как можно меньший объем сердечной мышцы пострадал при инфаркте, нужно максимально быстро восстановить его кровоснабжение. Это теоретически можно сделать, «отрастив» новые коронарные сосуды. За скорость их роста отвечает несколько генов, в числе которых ген фактора роста эндотелия сосудов VEGF165 и ген фактора роста гепатоцитов HGF (хотя его название указывает на клетки печени, он также принимает участие в образовании эндотелия — внутренней выстилки кровеносных сосудов). Соответственно, в область сердца можно ввести «улучшенные» варианты VEGF165 или HGF.

Такие эксперименты уже проводились на лабораторных животных. Однако есть вероятность, что вместе эти гены будут работать эффективнее. Это и проверили российские ученые в своем исследовании. Они использовали взрослых самцов крыс, которым перевязали коронарную артерию — главный сосуд, приносящий кровь клеткам сердечной мышцы. После перевязки четверти грызунов по краям поврежденной области сердца ввели плазмиды (маленькие кольцевые молекулы ДНК, способные встраиваться в другие ДНК), содержащие только VEGF165, другой четверти — плазмиды с HGF, третьей — плазмиды, содержащие оба гена. Крысам из контрольной группы генную терапию не проводили: им досталась «пустая» плазмида.

Через некоторое время, достаточное для заживления всех ран, животных усыпили, и ткань их сердец порезали на ультратонкие срезы. С помощью различных методов микроскопии авторы работы определили, сколько клеток погибло в зоне инфаркта, сколько коллагена содержится в сердце (т.е. какого размера рубцы образовались), какова плотность рабочих кровеносных сосудов там, а также насколько интенсивно образовывались в изученной области предшественники кардиомиоцитов — то есть насколько ткань сердца была способна к восстановлению.

Все три типа генной терапии (инъекция одного VEGF165, инъекция одного HGF, инъекция VEGF165 и HGF одновременно) оказались эффективными. В каждом случае благодаря введению плазмид удалось увеличить число капилляров и предшественников кардиомиоцитов и снизить площадь поражения и количество погибших клеток миокарда по сравнению с контрольной группой. Однако лечебный эффект был наиболее выражен на органах тех животных, которым вводили плазмиды сразу двух типов — с VEGF165 и с HGF.

Таким образом, уменьшить тяжесть последствий инфаркта миокарда для сердца можно благодаря генной терапии — введению генов, кодирующих белки для активации роста кровеносных сосудов. Но при этом стоит учитывать, что каждый ген способен влиять на несколько процессов сразу.