Алексею было всего 36, когда он перенес инфаркт. Молодой мужчина попал в реанимацию, врачи спасли его, а через некоторое время перевели в общую палату, где он вроде бы пошел на поправку. Однако накануне выписки с ним случился повторный инфаркт, на этот раз фатальный.
Мать Алексея Ольга Ивановна – сама врач-терапевт с большим стажем. «Стольким больным помогаю, а сына не спасла…» – горько вздыхает она. То, что случай гибели молодого мужчины от инфаркта не такая уж редкость, не утешает Ольгу Ивановну, хотя и помогает немного отвлечься от своего горя и посмотреть на проблему со стороны.
А проблема именно сегодня стала чрезвычайно серьезной.
«Постковид» бросает вызов
Сердечно-сосудистые заболевания остаются причиной номер один глобальной смертности: на них приходится порядка 32% от общего ежегодного количества смертей в мире.
Печальный прогноз ученых, что после пандемии вырастет смертность от сердечно-сосудистых заболеваний, оправдался, об этом говорят исследования ученых разных стран.
Британские ученые сообщают о том, что в период с начала пандемии до июня 2023 года наблюдалась такая динамика: в первый год пандемии именно вирус резко повысил количество избыточных смертей от сердечно-сосудистых осложнений, включая инфаркты и инсульты. Но вот что интересно: количество фатальных случаев непосредственно от ковида на протяжении этих трех лет постоянно снижалось, а вот количество смертей от инфарктов и инсультов продолжало оставаться выше среднего.
В общей сложности в Великобритании с марта 2020-го по сегодняшний день оно составило 100 000, то есть 500 дополнительных смертей в неделю!
Американцы обнаружили аналогичную проблему. Они проанализировали медицинские данные 154 000 взрослых и установили, что даже те из них, кто легко перенес ковид, имели повышенный риск всего спектра заболеваний сосудов и сердца, включая фатальные.
А вот это исследование установило, что количество инфарктов среди молодых людей от 25 до 44 лет увеличилось на 30% в сравнении с допандемическим средним показателем.
Высокая сердечно-сосудистая смертность оставалась и в 2020 году серьезным вызовом для медицинской науки, однако сейчас эта проблема стала еще более острой и требует неординарных и эффективных решений.
Генетики отвечают на вызов
А почему не кардиологи?
Вопрос логичный, ведь даже если у человека есть генетическая предрасположенность к сердечно-сосудистым заболеваниям, то лечить его все равно будет специалист-кардиолог.
В XXI веке, однако, самой передовой областью, в которой ученые-медики и биологи ищут ответы на самые разные вопросы, стала как раз генетика. Именно генно-инженерные технологии оказались прорывными терапиями рака, других аутоиммунных заболеваний, позволяют бороться с инфекциями и даже создавать инновационные вакцины.
В кардиологии происходит то же самое. Ученые-генетики активно ищут пути помощи больным, разрабатывая и опробуя передовые технологии, например редактирование генов.
Сегодня существует очень ограниченное количество терапий для лечения инфарктов, а кроме того, доступные способы лечения часто приводят к негативным побочным эффектам.
Ученые из Юго-Западного медицинского центра Техасского университета считают, что технология CRISPR-Cas9 способна стать тем инструментом, который позволит врачам как лечить больное сердце, так и восстанавливать его ткани, поврежденные инфарктом. (Именно это было необходимо Алексею, с которого мы начали свой рассказ.)
При помощи CRISPR-Cas9 возможно активировать или дезактивировать какой-то конкретный ген в клетках человека, можно «вырезать» или «приклеить» кусочек клеточной ДНК.
«Редактирование генов позволяет прицельно повлиять на факторы-медиаторы болезни, причем исключительно в больном органе (например, в сердце), что означает потенциально сильный терапевтический эффект без негативных побочных реакций», – говорит доктор наук, профессор Эрик Олсон, заведующий отделением молекулярной биологии Юго-Западного медицинского центра Техасского университета в комментарии для популярного ресурса Medical News Today. Он стал ведущим автором исследования, опубликованного в начале 2023 года.
Исследование Олсон и его коллеги проводили на мышах. Для того чтобы компоненты редактора генов CRISPR-Cas9 достигли сердца, ученые использовали вирус. Сегодня такой способ доставки хорошо известен даже людям, сравнительно далеким от медицины, так как о нем много говорили и писали во время пандемии: именно он был использован в некоторых противоковидных вакцинах (например, в нашем «Спутнике»).
Система редактирования состоит из направляющей РНК и базового редактора. Как объяснил Олсон, направляющая РНК соответствует специфической области генома и приводит редактор именно туда. Затем редактор очень точно вносит изменения в ген.
В данном случае направляющая РНК была нацелена на ген CaMKIIδ. Этот ген в гиперактивном состоянии индуцирует сердечные заболевания, и редактор был использован для того, чтобы предотвратить его хроническую активацию.
Исследователи также установили, что редактирование CaMKIIδ позволило предохранить мышей от сердечной ишемии (недостатка притока кислорода к сердцу) и реперфузионного повреждения миокарда.
Реперфузионное повреждение (называемое также ишемико-реперфузионное повреждение или реоксигенация) происходит тогда, когда кровоснабжение возвращается в ткань после периода ишемии или недостатка кислорода. Отсутствие кислорода и питательных веществ в крови во время ишемического периода создает состояние, при котором восстановление кровообращения приводит к окислительному стрессу, а не к восстановлению нормальной функции.
Введение мышам компонентов CRISPR-Cas9 сразу после реперфузионного повреждения помогало восстановить нормальную работу сердца.
Профессор Олсон надеется на то, что разработанная им и его коллегами терапия со временем поможет спасать жизни тех пациентов, которые, как Алексей, перенесли инфаркт, но не смогли полностью восстановить нормальную функцию сердца и погибли вследствие этого.
Сейчас научная группа Олсона переходит к исследованию своего инструмента на крупных млекопитающих.
Разумеется, новая терапия лечения инфаркта будет готова не завтра, но давайте вспомним, что инструмент редактирования генов появился не так давно, однако уже сейчас первые пациенты с неизлечимой в прошлом болезнью крови – серповидной клеточной анемией – вылечиваются благодаря методу, основанному на этой технологии!
Результаты исследования техасских ученых внушают оптимизм.
Впрочем, инфаркт – не единственное событие в жизни сердца, грозящее ему гибелью.
Острая сердечная недостаточность: добавляем бета-3 рецепторов!
От сердечной недостаточности ежегодно умирает 26 миллионов жителей нашей планеты.
Это синдром, вызванный нарушением насосной функции сердечной мышцы: сердце не обеспечивает метаболические потребности организма, что может проявляться в самых разных симптомах со стороны мозга (головокружение, потемнение в глазах, обмороки), легких (одышка, утомляемость и снижение физической активности), почек (отеки) и самого сердца (стенокардия).
Сердечная недостаточность бывает хронической и острой, причем острая в отсутствие своевременной помощи часто приводит к летальному исходу.
У сердечной недостаточности может быть несколько причин, и одна из самых распространенных – это стеноз аорты, то есть дефект двустворчатого аортального клапана, препятствующий его нормальному раскрытию. В результате задерживается ток крови из левого желудочка сердца в аорту, главную сердечную артерию.
В настоящее время единственная терапия аортального стеноза – это хирургическое вмешательство по замене клапана, однако не все пациенты, особенно в пожилом возрасте или в ослабленном состоянии, способны справиться с физическим и эмоциональным стрессом операции на сердце, и для них совершенно необходима медикаментозная терапия.
И здесь на помощь приходят генные технологии.
Ученые из Национального центра исследований сердечно-сосудистых болезней (Мадрид) под руководством доктора Борхи Ибанеза исследовали роль бета-3 адренергического рецептора в сердечной недостаточности при стенозе аорты. Одна из функций этого рецептора, как говорит Ибанез, это защита митохондрий, которые являются своеобразными энергетическими блоками клеток сердечной ткани.
Исследователи решили попробовать усилить естественную функцию митохондрий, повысив продукцию белков этих рецепторов в сердце.
Так же, как и в предыдущем исследовании, ученые использовали вирусный вектор для доставки к сердцу терапевтического агента. Сам же терапевтический агент был своеобразным генно-инженерным кодом для синтеза бета-3 рецепторов.
Помимо защитной функции для митохондрий этот рецептор играет важную роль в проведении сигналов между клетками, регулирующими такие функции, как дыхание и насосная функция сердца.
Ученые экспериментировали на мышах. При помощи генной терапии они дополнительно стимулировали бета-3 адренергические рецепторы в их сердцах. Когда мышам искусственно индуцировали стеноз аорты, с ними не случилось сердечной недостаточности, то есть генная терапия выполнила свою защитную функцию.
Исследователи провели еще один эксперимент на мышах, которые уже имели стеноз аорты и сердечную недостаточность. Инъекции генно-инженерного препарата, стимулирующего бета-3 адренергические рецепторы, привели к тому, что нормальная функция сердца была у мышей восстановлена.
Результаты исследования рано объявлять решением проблемы стеноза аорты и сердечной недостаточности, однако можно с уверенностью сказать, что ученые на правильном пути. Именно генно-инженерные терапии – это лучший шанс сократить смертность от сердечно-сосудистых заболеваний и значительно увеличить продолжительность жизни человека.
Источники:
A new therapeutic target for the prevention of heart failure due to aortic stenosis
CRISPR Therapy May Help Repair Damaged Tissue After Heart Attack
Young people are more likely to die of heart attacks post-COVID, study finds. But why?
Иллюстрации Дмитрия Петрова с использованием фотохроники ТАСС, «РИА Новости», нейросети «Кандинский 2.2» и Silence Scream/vecteezy.com
