Стволовые клетки сердца: надежда или миф?
https://doi.org/10.15829/1560-4071-2021-4749
Аннотация
Поиск и изучение механизмов эндогенного восстановления сердечной мышцы остаётся актуальным вопросом современной регенеративной медицины. Согласно общепринятым представлениям, сердце человека имеет ограниченный регенеративный потенциал, но исследования последних лет показывают, что функционально значимая регенерация возможна. Однако механизмы, лежащие в основе данных процессов, остаются малоизученными. В сердце встречаются популяции резидентных мезенхимных клеток, обладающих некоторыми свойствами стволовых клеток, несущих определенные маркеры, такие как c-kit+, Sca-1 и другие. Способность данных клеток дифференцироваться напрямую в кардиомиоциты остаётся спорным вопросом, но их использование в клинических испытаниях показало улучшение сердечной функции у пациентов, перенесших инфаркт миокарда. В настоящее время разрабатываются подходы по использованию, в основном, индуцированных плюрипотентных стволовых клеток в качестве перспективной восстановительной терапии, но кардиопротективная роль мезенхимных клеток сердца остаётся предметом активного изучения, благодаря их паракринной сигнализации.
Ключевые слова
клеточная терапия,
регенерация миокарда,
мезенхимные клетки сердца,
инфаркт миокарда,
кардиомиопатии
При поддержке: Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта РФФИ № 20-015-00574.
Об авторах
П. М. Докшин
ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова Минздрава России
Россия
Россия
Павел Михайлович Докшин — младший научный сотрудник НИЛ молекулярной кардиологии и генетики, Институт молекулярной биологии и генетики
9896-3742
Санкт-Петербург
А. Б. Малашичева
ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова Минздрава России;
ФГБУН Институт цитологии Российской академии наук
Зав. лабораторией регенеративной биомедицины
Санкт-Петербург
Список литературы
1. Благова О. В., Недоступ А. В. Классификация некоронарогенных заболеваний сердца: наш взгляд на проблему. Российский кардиологический журнал. 2017;(2):7-21. doi:10.15829/1560-4071-2017-2-7-21.
2. Nadal-Ginard B, Kajstura J, Leri A, Anversa P. Myocyte death, growth, and regeneration in cardiac hypertrophy and failure. Circ Res. 2003;92(2):139-150. doi:10.1161/01.RES.0000053618.86362.DF
3. Uygur A, Lee RT. Mechanisms of Cardiac Regeneration. Dev Cell. 2016;36(4):362-374. doi:10.1016/j.devcel.2016.01.018
4. Rumyantsev PP. Grwth Hyperplasia Card Muscle. Grwth Hyperplasia Card Muscle. Published online 1991. doi:10.4324/9781315076652
5. Bergmann O, Bhardwaj RD, Bernard S, et al. Evidence for cardiomyocyte renewal in humans. Science (80- ). 2009;324(5923):98-102. doi:10.1126/science.1164680
6. Senyo SE, Steinhauser ML, Pizzimenti CL, et al. Mammalian heart renewal by pre-existing cardiomyocytes. Nature. 2013;493(7432):433-436. doi:10.1038/nature11682
7. Porrello ER, Mahmoud AI, Simpson E, et al. Transient regenerative potential of the neonatal mouse heart. Science (80- ). 2011;331(6020):1078-1080. doi:10.1126/science.1200708
8. Porrello ER, Mahmoud AI, Simpson E, et al. Regulation of neonatal and adult mammalian heart regeneration by the miR-15 family. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013;110(1):187-192. doi:10.1073/pnas.1208863110
9. Mahmoud AI, Porrello ER, Kimura W, Olson EN, Sadek HA. Surgical models for cardiac regeneration in neonatal mice. Nat Protoc. 2014;9(2):305-311. doi:10.1038/nprot.2014.021
10. Aurora AB, Porrello ER, Tan W, et al. Macrophages are required for neonatal heart regeneration. J Clin Invest. 2014;124(3):1382-1392. doi:10.1172/JCI72181
11. Haubner BJ, Schneider J, Schweigmann U, et al. Functional Recovery of a Human Neonatal Heart after Severe Myocardial Infarction. Circ Res. 2016;118(2):216-221. doi:10.1161/CIRCRESAHA.115.307017
12. Soonpaa MH, Rubart M, Field LJ. Challenges measuring cardiomyocyte renewal. Biochim Biophys Acta - Mol Cell Res. 2013;1833(4):799-803. doi:10.1016/j.bbamcr.2012.10.029
13. Leri A, Kajstura J, Anversa P. Cardiac stem cells and mechanisms of myocardial regeneration. Physiol Rev. 2005;85(4):1373-1416. doi:10.1152/physrev.00013.2005
14. Beltrami AP, Barlucchi L, Torella D, et al. Adult cardiac stem cells are multipotent and support myocardial regeneration. Cell. 2003;114(6):763-776. doi:10.1016/S0092-8674(03)00687-1
15. Bollini S, Smart N, Riley PR. Resident cardiac progenitor cells: At the heart of regeneration. J Mol Cell Cardiol. 2011;50(2):296-303. doi:10.1016/j.yjmcc.2010.07.006
16. Gude NA, Sussman MA. Cardiac regenerative therapy: Many paths to repair. Trends Cardiovasc Med. 2020;30(6):338-343. doi:10.1016/j.tcm.2019.08.009
17. Zhou B, Ma Q, Rajagopal S, et al. Epicardial progenitors contribute to the cardiomyocyte lineage in the developing heart. Nature. 2008;454(7200):109-113. doi:10.1038/nature07060
18. Docshin PM, Karpov AA, Eyvazova SD, et al. Activation of Cardiac Stem Cells in Myocardial Infarction. Tsitologiya. 2018;60(2):81-88. doi:10.31116/tsitol.2018.02.02
19. Lepilina A, Coon AN, Kikuchi K, et al. A Dynamic Epicardial Injury Response Supports Progenitor Cell Activity during Zebrafish Heart Regeneration. Cell. 2006;127(3):607-619. doi:10.1016/j.cell.2006.08.052
20. Sultana N, Zhang L, Yan J, et al. Resident c-kit + cells in the heart are not cardiac stem cells. Nat Commun. 2015;6(1):8701. doi:10.1038/ncomms9701
21. Kanisicak O, Vagnozzi RJ, Molkentin JD. Identity crisis for regenerative cardiac cKit+ cells. Circ Res. 2017;121(10):1130-1132. doi:10.1161/CIRCRESAHA.117.311921
22. Li Y, He L, Huang X, et al. Genetic lineage tracing of nonmyocyte population by dual recombinases. Circulation. 2018;138(8):793-805. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.118.034250
23. Tang J, Li Y, Huang X, et al. Fate mapping of Sca1+ cardiac progenitor cells in the adult mouse heart. Circulation. 2018;138(25):2967-2969. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.118.036210
24. Zhang L, Sultana N, Yan J, et al. Cardiac Sca-1+ cells are not intrinsic stem cells for myocardial development, renewal, and repair. Circulation. 2018;138(25):2919-2930. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.118.035200
25. Chien KR, Frisén J, Fritsche-Danielson R, Melton DA, Murry CE, Weissman IL. Regenerating the field of cardiovascular cell therapy. Nat Biotechnol. 2019;37(3):232-237. doi:10.1038/s41587-019-0042-1
26. Docshin PM, Bairqdar A, Malashicheva AB. Current status, challenges and perspectives of mesenchymal stem cell-based therapy for cardiac regeneration. Complex Issues Cardiovasc Dis. 2021;10(3):72-78. doi:10.17802/2306-1278-2021-10-3-72-78
27. Huang GN, Thatcher JE, McAnally J, et al. C/EBP transcription factors mediate epicardial activation during heart development and injury. Science (80- ). 2012;338(6114):1599-1603. doi:10.1126/science.1229765
28. Makkar RR, Smith RR, Cheng K, et al. Intracoronary cardiosphere-derived cells for heart regeneration after myocardial infarction (CADUCEUS): A prospective, randomised phase 1 trial. Lancet. 2012;379(9819):895-904. doi:10.1016/S0140-6736(12)60195-0
29. Chakravarty T, Makkar RR, Ascheim DD, et al. ALLogeneic heart STem cells to achieve myocardial regeneration (ALLSTAR) trial: Rationale and design. Cell Transplant. 2017;26(2):205-214. doi:10.3727/096368916X692933
30. Cahill TJ, Choudhury RP, Riley PR. Heart regeneration and repair after myocardial infarction: Translational opportunities for novel therapeutics. Nat Rev Drug Discov. 2017;16(10):699-717. doi:10.1038/nrd.2017.106
31. Eschenhagen T, Bolli R, Braun T, et al. Cardiomyocyte regeneration: A consensus statement. Circulation. 2017;136(7):680-686. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.117.029343
32. Wang WE, Li L, Xia X, et al. Dedifferentiation, proliferation, and redifferentiation of adult mammalian cardiomyocytes after ischemic injury. Circulation. 2017;136(9):834-848. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.116.024307
33. He L, Nguyen NB, Ardehali R, Zhou B. Heart regeneration by endogenous stem cells and cardiomyocyte proliferation: Controversy, fallacy, and progress. Circulation. 2020;142(3):275-291. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.119.045566
34. Maghin E, Garbati P, Quarto R, Piccoli M, Bollini S. Young at Heart: Combining Strategies to Rejuvenate Endogenous Mechanisms of Cardiac Repair. Front Bioeng Biotechnol. 2020;8. doi:10.3389/fbioe.2020.00447
35. Vujic A, Natarajan N, Lee RT. Molecular mechanisms of heart regeneration. Semin Cell Dev Biol. 2020;100:20-28. doi:10.1016/j.semcdb.2019.09.003
Дополнительные файлы
Рецензия
Для цитирования:
Докшин П.М., Малашичева А.Б. Стволовые клетки сердца: надежда или миф? Российский кардиологический журнал. 2021;26(10):4749. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2021-4749
For citation:
Dokshin P.M., Malashicheva A.B. Heart stem cells: hope or myth? Russian Journal of Cardiology. 2021;26(10):4749. (In Russ.) https://doi.org/10.15829/1560-4071-2021-4749
Просмотров:
1254
Послать статью по эл. почте 