Ученые из Копенгагенского университета выявили ранее неизвестный клеточный механизм, который играет ключевую роль в формировании сердца эмбриона. Открытие помогает понять причины возникновения врожденных пороков сердца – одной из самых распространенных групп патологий у новорожденных, затрагивающей примерно двух из ста младенцев в мире.
Исследователи обнаружили, что в основе процесса лежит работа микроскопической структуры на поверхности большинства клеток организма – первичной реснички, которая функционирует как антенна. Она улавливает химические сигналы из окружающей среды, на основе которых клетка принимает решения о делении, перемещении или гибели. Внутри этой «антенны» три белка – TAK1, TAB2 и PKA-Cα – образуют единый узел, который передает стволовым клеткам сигналы, определяющие их превращение в клетки сердечной мышцы.
По словам авторов исследования, генетические мутации могут нарушить работу этого сигнального узла. В результате стволовые клетки не получают нужных инструкций, что приводит к неправильному формированию сердца. Свои выводы, опубликованные в журнале PLOS Biology, команда подтвердила несколькими методами. Сначала ученые проанализировали генетические данные нескольких тысяч пациентов с пороками сердца и выявили редкие мутации. Затем они с помощью генной инженерии воспроизвели эти мутации у аквариумных рыбок данио-рерио, что привело к нарушениям в развитии их сердца и снижению его функций. Механизм также детально изучили в лабораторных экспериментах на культурах клеток человека и мышей.
Ученые отмечают, что сбой в работе первичных ресничек может затрагивать и другие органы. Исследование было сосредоточено на так называемых синдромных пороках сердца, когда патология является частью более широкого генетического синдрома. Эксперименты показали, что тот же механизм может влиять на развитие мозга, почек и скелета. Это объясняет, почему у некоторых пациентов с пороками сердца наблюдаются сопутствующие заболевания других систем организма. По мнению исследователей, открытие поможет в будущем раньше диагностировать подобные состояния и разрабатывать для них таргетную терапию.
