Створена детальна клітинна карта людського серця – може допомогти в індивідуальному лікуванні серця

Команда проаналізувала майже півмільйона окремих клітин, щоб побудувати самий великий на сьогодні клітинний атлас.

Вчені створили детальну клітинну і молекулярну карту здорового людського серця, щоб зрозуміти, як функціонує цей життєво важливий орган, і пролити світло на те, що йде не так з серцево-судинними захворюваннями.

Роботою, опублікованій в журналі “Nature сьогодні” (24 вересня 2020 г.), керували дослідники з Гарвардської медичної школи, Бригама і жіночої лікарні, Інституту Велком Сангер, Центру молекулярної медицини Макса Дельбрюка (MDC) в Німеччині, Імперського коледжу Лондона і їх глобальні співробітники.

Команда проаналізувала майже півмільйона окремих клітин, щоб побудувати самий великий на сьогодні клітинний атлас людського серця. Атлас показує величезну різноманітність клітин і показує типи клітин серцевого м’яза, захисні імунні клітини серця і складну мережу кровоносних судин. Він також передбачає, як клітини взаємодіють, щоб підтримувати роботу серця.

За словами дослідників, ця робота також закладає основу для терапії, заснованої на регенеративної медицини в майбутньому.

У цих б’ються клітинах людського серця вчені виділили білок, важливий для скорочення м’язів (зелений). Новий атлас клітин показує, що цей та інші білки знаходяться в різних місцях клітин серця. Надано: лабораторія Зайдман.

Середнє людське серце за все життя доставляє організму понад 2 мільярдів ударів, необхідних для підтримки життя. При цьому він допомагає доставляти кисень і поживні речовини до клітин, тканин і органів і дозволяє видаляти вуглекислий газ і продукти життєдіяльності. Кожен день серце б’ється близько 100000 раз з одностороннім потоком через чотири різні камери, змінюючи швидкість з відпочинком, вправами та стресом. Кожен удар вимагає вишукано складної, але ідеальної синхронізації між різними клітинами в різних частинах серця. Коли ця складна координація порушується, це може привести до серцево-судинних захворювань, що веде причину смерті в усьому світі, щорічно вбиваючи близько 17,9 мільйона осіб.

Детальний опис молекулярних процесів всередині клітин здорового серця має вирішальне значення для розуміння того, як справи йдуть шкереберть при серцевих захворюваннях. Такі знання можуть привести до більш точних і кращих стратегій лікування різних форм серцево-судинних захворювань.

«Мільйони людей проходять лікування від серцево-судинних захворювань. Розуміння здорового серця допоможе нам зрозуміти взаємодії між типами клітин і станами клітин, які можуть забезпечувати функціонування протягом усього життя, і то, як вони розрізняються при захворюваннях », – сказала співавтор дослідження Крістін Зайдман, професор медицини Інституту Блаватника при Гарвардській медичній школі, і серцево-судинний генетик в Brigham and Women ‘s.

 ""

«У кінцевому рахунку, ці фундаментальні ідеї можуть запропонувати конкретні цілі, які можуть привести до індивідуалізованого лікування в майбутньому, створення індивідуальних ліків проти хвороб серця і підвищенню ефективності лікування для кожного пацієнта», – сказав Сейдман.

Це те, що дослідники мали намір зробити в новому дослідженні.

Команда досліджувала близько 500000 окремих клітин і ядер клітин з шести різних областей серця, отриманих від 14 донорів органів, серця яких були здоровими, але непридатними для трансплантації.

Дослідники виявили істотні відмінності в клітинах в різних областях серця. Вони також помітили, що кожна область серця має певні підмножини клітин – відкриття, яке вказує на різне походження розвитку і передбачає, що ці клітини будуть по-різному реагувати на лікування.

«Цей проєкт знаменує собою початок нового розуміння того, як серце побудовано з окремих клітин, багато з яких мають різний стан клітин», – сказав співавтор дослідження Деніел Райхарт, науковий співробітник з генетики Гарвардської медичної школи. «Знаючи регіональні відмінності в серце, ми можемо почати враховувати вплив віку, фізичних вправ і хвороб і допомогти підштовхнути кардіологію до епохи точної медицини».

«Це перший раз, коли хтось вивчає окремі клітини людського серця в такому масштабі, що стало можливим тільки з великомасштабним секвенуванням окремих клітин», – сказав Норберт Хюбнер, співавтор і професор Центру Макса Дельбрюка. для молекулярної медицини. «Це дослідження показує силу одноклітинної геноміки та міжнародного співробітництва», – додав він. «Знання всього спектру серцевих клітин і їх активності генів є фундаментальною необхідністю для розуміння того, як працює серце, і для того, щоб почати розгадувати, як воно реагує на стрес і хвороби».

«Наші міжнародні зусилля надають неоціненний набір інформації для наукової спільноти, висвітлюючи клітинні та молекулярні деталі серцевих клітин, які працюють разом, перекачуючи кров по тілу», – сказала співавтор дослідження Мікела Нозеда з Імперського коледжу в Лондоні. «Ми склали карту серцевих клітин, які можуть бути потенційно інфіковані SARS-CoV-2, і виявили, що спеціалізовані клітини дрібних кровоносних судин також є вірусними мішенями», – сказала вона. «Наші набори даних – це джерело інформації для розуміння тонкощів серцевих захворювань».

Дослідники також зосередилися на розумінні відновлення серця, вивченні того, як імунні клітини взаємодіють і взаємодіють з іншими клітинами здорового серця і чим це відрізняється від скелетних м’язів.

Подальші дослідження будуть включати вивчення того, чи можна змусити клітини серця відновлюватися.

«Атлас клітин серця, відкритий для дослідників в усьому світі, – це фантастичний ресурс, який призведе до нового розуміння здоров’я і хвороб серця, новим методам лікування і, можливо, навіть до пошуку способів відновлення пошкодженої тканини серця», – сказала вона.

Це дослідження було підтримано Британським фондом серця, Європейським дослідницьким радою, Федеральним міністерством освіти та досліджень Німеччини, Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung eV, Leducq Fondation, Німецьким дослідницьким фондом, стипендіями Китайської ради, Фондом Олександра фон Гумбольдта, EMBO, Канадські інститути досліджень в області охорони здоров’я, Фонд серця та інсульту Канади, Alberta Innovates, Ініціатива Чана Цукерберга, Інститут Wellcome Sanger, Wellcome, Національні інститути здоров’я США і Медичним інститутом Говарда Хьюза.

Джонатан Сейдман, професор генетики Фонду Генрієтти Б. і Фредеріка Х. Бугера в Інституті Блаватника в HMS, також є співавтором. Моніка Літвіюкова і Карлос Талавера-Лопес з Інституту Сангера і Хенрік Маатц з Центру Макса Дельбрюка є співавторами з Даніелем Райхартом.

Поділитися статтею

Зараз читають

Хрусткі гарячі бутерброди з соковитою начинкою

Що приготувати для великої компанії за 15 хвилин? Хрусткі гарячі бутерброди з соковитою начинкою...

Гарячі бутерброди виходять смачнішими, ніж піца. Можна готувати і для великої компанії і просто на сніданок.
Неллі Уварова

Без паспорта і не скажеш. Російські зірки-однолітки, які виглядають по-різному

Спосіб життя, гени, догляд за собою - все це впливає на наш зовнішній вигляд, тому навіть люди одного віку можуть виглядати по-різному. Ми публікуємо добірку знаменитостей, які народилися в один рік, але не виглядають, як ровесники.
Бог і наука

Чи можуть Бог і наука співіснувати? Думка віруючих і вчених

Наука і Бог по своїй суті розділені і, отже, можуть легко співіснувати в людській системі переконань. Наука, відповідає на питання факту, а релігія - на питання моралі.
Дні тижня при вашому народженні впливають на долю

Дізнайтеся свою долю, в залежності від дня тижня, коли ви народилися

Залежно від того, в який день тижня ви народилися, ви втілювали свої специфічні планетарні якості.

Популярне за тиждень

Популярне

Онкохвора Алла Мазур зробила заяву: Я змушена повернутися до теми моєї хвороби

Незмінна ведуча 1 + 1, Алла Мазур, хвора на рак. Про це вона повідомила сама, щоб не було пересудів за кадром. Алла вирішила бути чесною зі своєю публікою, ось що з цього вийшло.

Українка народила дитину вагою майже 7 кг

Багатодітна жінка з Тернополя в 13-й раз стала мамою. Подивитися на хлопчика-гіганта прийшов весь пологовий будинок.

Оселедець під шубою з секретом: смак, який ти запам’ятаєш надовго

Навіть банальний оселедець під шубою можна приготувати цікаво - так, щоб були в захваті всі, хто спробував це блюдо.

Як склалося життя жінки, яка народилася вагою 566 грам?

Вона народилася дуже маленькою дитиною. Її вага становила всього 566 грам. Але вона не могла просто так піти до Бога, її чекала особлива місія.