Вскоре после рождения у человека теряется способность к регенерации сердца в случае повреждения, поэтому травмы и заболевания приводят к необратимому снижению функции органа. Потеря регенеративной способности связана, в том числе, с потерей способности клеток сердечной мышцы делиться. Этот процесс сопровождается фундаментальными изменениями в организме: вместо получения энергии из сахаров (гликолиз) клетки сердечной мышцы начинают получать энергию преимущественно из жиров (окисление жирных кислот).

Ученые знали, что способные к регенерации ткани сердца животные используют преимущественно гликолиз в качестве топлива для клеток сердца, поэтому решили воспроизвести этот механизм у мышей. Для этого они перепрограммировали метаболизм грызунов путем ингибирования гена Cpt1b, необходимого для окисления жирных кислот. Выводы исследования опубликованы на сайте Института исследований сердца и легких Макса Планка.

Лечение привело к значительным изменениям — количество клеток в сердце увеличилось почти двое. Моделирование сердечного приступа у грызунов показало, что на фоне отключения Cpt1b рубцы в сердечной мышце восстанавливались уже через несколько недель, а сократительная функция практически вернулась к норме.

Дальнейшие наблюдения показали, что блокировка гена приводит к двадцатикратному повышению уровня метаболита альфа-кетоглутарата, а также повышению активности фермента KDM5. Этот каскад событий способствует тому, что клетки сердечной мышцы становятся незрелыми, поэтому у них появляется способность к регенерации.

«Перепрограммируя метаболизм мы удваиваем количество клеток сердца, а после приступа функция сердца практически полностью восстанавливается. Теперь мы уверены, что мы можем стимулировать регенеративную способность сердца», — заключил автор работы Томас Браун.

Тем временем другая команда ученых ранее обнаружила еще один потенциальный механизм, запускающий регенерацию сердца. Их терапевтическую стратегию успешно протестировали на клетках сердца человека.