На сегодняшний день лечение ишемической болезни сердца (ИБС), инфаркта миокарда (ИМ), сердечной недостаточности прошло большой путь - от медикаментозной коррекции и хирургического вмешательства до регенерационной терапии стволовыми клетками.
Переход этот обусловлен в первую очередь тем, что в отличие от медикаментозного и хирургического методов лечения, при которых пытаются сохранить то, что еще пока не уничтожено инфарктом, при трансплантации стволовых клеток возможно создание новых устойчивых ростков нормально функционирующей здоровой ткани в миокарде. В результате этого и наблюдаются более положительные результаты, по сравнению с классическими способами лечения.
Во всем мире ишемическая болезнь сердца- единственная самая частая причина смертности. Каждый год более семи миллионов людей умирают от ИБС, что соответствует 12.8% всех случаев смерти [1]. Каждый шестой мужчина и каждая седьмая женщина в Европе умирают от инфаркта миокарда. Частота поступлений в стационар по поводу острого инфаркта миокарда (ОИМ) с повышением сегмента ST (HMnST) варьирует среди стран, которые относятся к Европейскому обществу кардиологов (ЕОК) [2].
Заболеваемость ИБС в 2013 году в Республике Казахстана [3]на 100 тыс. населения составила 500,6 человек. Смертность от болезней сердечно-сосудистой системы составила в том же году 207,4 человек на 100 тыс. населения [3].
Один из способов лечения ИБС - коронарное стентирование. Стенты - полые металлические цилиндры, не дающие просвету сосуда сузиться окончательно.
Другой способ лечения ИБС - аорто-коронарное шунтирование (США). Шунтирование (англ. shunt — ответвление), если в каком-то месте крупной коронарной артерии просвет совсем сужен, то место ниже этого сужения напрямую соединяют шунтом с аортой - самой крупной артерией в человеческом организме, расположенной прямо у выхода из сердца[4,5].
ИБС сердца обычно протекает не очень остро и оставляет возможность врачам вмешаться своевременно.
Совсем иначе обстоят дела с острым инфарктом миокарда. Он наступает внезапно из-за прекращения тока крови в артерии, питающей сердце, или из-за того, что для поддержания работы сердца поступающего кислорода начинает не хватать. Чаще всего кровоток уменьшается и прекращается из-за попадания в артерию тромба или разрастания бляшки, но возможны и другие причины [6]. Дальнейшая судьба больного зависит от того, какой процент сердечной ткани пострадает от нехватки кислорода. Это, в свою очередь, определяется тем, где именно произошла закупорка артерии и насколько быстро кровоток удастся восстановить. При достаточно долгом кислородном голодании кардиомиоциты гибнут. На их месте со временем образуется рубец из соединительной ткани, не способный сокращаться, что затрудняет работу сердца.
Кардиомиоциты у человека к моменту рождения уже утрачивают способность делиться. Некоторое количество стволовых клеток, по-видимому, сохраняется, но их совершенно недостаточно, чтобы вместо ткани рубца после инфаркта образовались сокращающиеся мышцы. В экспериментах на мышах было показано, что крысиное сердце сохраняет способность к регенерации примерно неделю после рождения. После этого кардиомиоциты утрачивают способность к делению и только увеличиваются в размерах. Есть данные, что еще один непродолжительный период деления приходится на конец детства. У самых примитивных позвоночных, например, у рыбы Danio rerio и амфибий сердце может регенерировать даже у взрослых особей[7].
Из этого можно сделать вывод, что сердце могло бы регенерировать у человека, но имеются механизмы, снижающие его регенерационную способность. Видимо, это происходит, потому, что невыключенная возможность роста и деления клеток вызывает гораздо больше проблем, чем выключенная.Но если бы удалось активизировать механизмы то последствия время восстановить, последствия инфаркта могли бы быть ликвидированы полностью. Израильские и Австралийские ученые обнаружили, что повышения активности единственного гена достаточно для регенерации тканей сердца после инфаркта миокарда[7].
Регулятором деления кардиомиоцитов у мышей на эмбриональных стадиях развития является белок нейрегулин-1 (NRG1). Его рецепторы ERBB с тирозинкиназной активностьюобнаруживаются в кардиомиоцитах только эмбрионов и недавно родившихся мышат. Вероятно, потом соответствующий ген выключается. Один из белков семейства ERBB, а именно ERBB2 был открыт при изучении раковых опухолей. Повышенное его содержания в раковых клетках указывало на более агрессивные опухоли и худший прогноз для пациента. Следовательно, этот белок заставляет клетки делиться активнее. Оказалось, что, если активировать этот ген у взрослых мышей таким образом, чтобы он был активен, постоянна, летальность наступала раньше. У таких мышей сердце оказывалось увеличенным в размерах, и плохо функционирующим. Активация соответствующего гена на короткий промежуток времени после инфаркта привела к тому, что сердце восстанавливалось гораздо лучше, кардиомиоциты снова начинали расти и делится. Рубец оказывался меньших размеров, а показатели работы сердца - лучше [8].
Ученые из Института цитологии и генетики СО РАН, совместно с кардиологами (Россия), активно занимаются исследованием процессов формирования новых кардиомиоцитов. На сегодняшний день доказано, что сердечная мышца может восстанавливаться в течение жизни за счет вновь образованных кардиомиоцитов. Предполагается, наличие небольшой популяций незрелых предшественников кардиомиоцитов, которые могут дифференцироваться и замещать собою погибшие клетки. В лабораторных условиях ведутся работы по получению зрелых кардиомиоцитов, их трансплантации в сердце; проводится оценка приживления пересаженных клеток invitro, а также их способности сокращаться в едином ритме с сердцем реципиента.
Основным "инструментом" клеточной терапии являются МСК (мезенхимальные стволовые клетки), благодаря их уникальным свойствам. Во-первых, именно эти клетки демонстрируют потенциал к дифференцировке в клетки всех трех зародышевых листков (энтодермы, мезодермы и эктодермы). Во- вторых, МСК обладают иммуномодулирующим эффектом, вырабатывая огромное количество биологически активных веществ. Кроме того, МСК, попадая в организм, не вызывают иммунного ответа, то есть обладают низкой иммуногенностью, что позволяет на практике использовать не только собственные МСК пациента, но также использовать донорские клеточные культуры.
Также доказано, что введение донорских МСК в организм стимулирует работу собственных стволовых клеток человека. Восстановление работы сердечной мышцы после введения МСК происходит благодаря формированию новых функционирующих кардиомиоцитов и их интеграции в миокард реципиента. Клинически видно улучшение самочувствия пациента, уменьшение или полное исчезновение симптоматики сердечной недостаточности, повышение сократительной функции миокарда, уменьшение размеров рубца по данным инструментальных методов исследования" [9].
Литература
- Таблица данных WHO №310, обновление 06. 2011, http:// www. who. int/ mediacentre/ factsheets/ fs310/en/ index2.html
- Petr Widimsky, William Wijns, Jean Fajadet et al. Reperfusion therapy for ST elevation acute myocardial infarction in Europe: description of the current situation in 30 countries.// Eur Heart J- 2010.- V.31.- P. 943-957.
- (www.medinfo.kz)
- McManus DD., Gore J., Yarzebski J., et al. Recent trends in the incidence, treatment, and outcomes of patients with STEMI and NSTEMI. //Am J Med -2011 - V.124 - P. 40-47.
- Jernberg T, Johanson P, Held C., et al. Association between adoption of evidence-based treatment and survival for patients with ST-elevation myocardial infarction.// J Am Med Assoc- 2011 - V.05. - P.1677 - 1684.
- Fox KA. , Steg PG., Eagle KA., et al. Decline in rates of death and heart failure in acute coronary syndromes, 1999-2006. // J Am Med Assoc - 2007- V.297.-P.1892-1900
- Poss K.D., Wilson L.G// Heart regeneration in zebrafish//Science 2002.-V.298.-P 2198-2190.
- Gabriele D’Uva.,, Alla Aharonov, Mattia Lauriola//ERBB2 triggers mammalian heart regeneration by promoting cardiomyocyte dedifferentiation and proliferation// Nature Cell Biology 17, 627-638 (2015) doi:10.1038/ncb3149
- Беленков В.Н., Агеев Ф.Н// Мобилизация стволовых клеток костного мозга в лечении больных с сердечной недостаточностью// кардиология. -2003.-№3.-с7-12.