Ученые из Института молекулярной биологии и генетики раскрыли механизмы влияния мутаций на возникновение кардиомиопатии – заболевания сердца с плохим прогнозом и высоким риском проведения трансплантации сердца. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). Статья опубликована в журнале Cardiovascular Research, кратко о результатах работы рассказывается в пресс-релизе РНФ.
«Наше исследование раскрывает новые механизмы заболевания, а значит, и позволяет предположить новые решения по созданию терапевтических препаратов. Сегодня генно-инженерные подходы – это эксперимент и далекое будущее, но завтра это уже реальные препараты для лечения врожденной патологии», – говорит автор работы, кандидат медицинских наук, директор Института молекулярной биологии и генетики Анна Костарева.
У людей с кардиомиопатией изменено строение и нарушена работа сердечной мышцы. Это может вызывать сердечную недостаточность и аритмию – патологическое нарушение частоты и ритма сокращений сердца, а также сердечно-сосудистые заболевания с очень высоким риском смерти. 70% людей после диагностики у них кардиомиопатии не проживают дольше 5 лет.
Возникновение этого заболевания связывают с различными факторами. Среди кардиомиопатий выделяют первичные, которые не имеют установленной причины возникновения. Например, растяжение или утолщение полостей сердца или нарушение сокращения. Вторичные кардиомиопатии более разнообразны. Они возникают под влиянием различных заболеваний и патологий: различают, например, алкогольную и диабетическую кардиомиопатии, которые образуются, соответственно, при алкогольной зависимости и сахарном диабете.
Ученые из Института молекулярной биологии и генетики исследовали влияние различных мутаций на возникновение разных видов кардиомиопатий у детей и взрослых. Авторы работы изучили мутации, затрагивающие цитоскелетные белки – основу, составляющую внутренний скелет клетки. Этот скелет очень гибкий, и благодаря этому он позволяет клетке приспосабливаться к внешним воздействиям.
Картина патологически измененной ткани мышц под влиянием мутаций в гене филамина С. Видно нарушение нормального расположения мышечных волокон, исчезновение исчерченности и развитие фиброзных изменений. Источник: Анна Костарева
Отличительная особенность проведенного учеными исследования – применение большого количества новейших методик на всех уровнях работы. Для того, чтобы выяснить роль мутаций в возникновении кардиомиопатии, ученые использовали стволовые клетки пациентов и превращали их в кардиомиоциты (клетки сердечной мышцы). Чтобы вызвать мутации в геноме исследователи применяли технологию CRISPR/Cas9. На последнем этапе, для регистрации изменений, произошедших в результате мутации, ученые использовали электронную и сканирующую электронную микроскопии, а также хроматографию – метод, позволяющий разделить смесь веществ на составляющие и изучить их физико-химические свойства.
«Мы открыли несколько новых мутаций, впервые показали роль некоторых новых белков в развитии кардиомиопатии, в частности, описанных первый раз в литературе в связи с патологией человека. В сумме новые знания позволили сосредоточить наши исследования на конкретной внутриклеточной области клеток сердечной мышцы – области z-дисков. Изучению структуры, регуляции и сигнальной функции этой области мы посвятим наши дальнейшие исследования», – говорит Анна Костарева.
