Ученые из Национального центра кардиоваскулярных исследований имени Карлоса III (CNIC) в Испании разработали метод определения протеома отдельных кардиомиоцитов — клеток, отвечающих за сокращение сердечной мышцы.
Исследование, опубликованное в журнале Genome Biology, показало, что транскрипционный фактор Myc, используемый в регенеративных стратегиях, по-разному изменяет экспрессию белков в каждой клетке, формируя субпопуляцию кардиомиоцитов с регенеративным потенциалом.
По словам руководителей исследования Мигеля Торреса и Хесуса Васкеса, полученные результаты дают ключевое представление о механизме действия гена Myc на уровне отдельных кардиомиоцитов и открывают возможности для разработки регенеративных методов лечения.
Все органы и ткани в организме состоят из различных типов клеток, выполняющих специализированные функции. Например, в сердце кардиомиоциты соседствуют с фибробластами, клетками, выстилающими кровеносные сосуды, и различными иммунными клетками.
Недавние исследования показали, что даже клетки одного типа не идентичны. Некоторые из них обладают особыми характеристиками и функциями, образуя специализированные субпопуляции, которые играют определенную роль в функционировании тканей и развитии заболеваний.
Изучение клеточного разнообразия в последние годы произвело революцию в биомедицинских исследованиях, позволив по-новому взглянуть на такие болезни, как рак, нейродегенеративные и сердечно-сосудистые заболевания. Однако систематический анализ белков, присутствующих в отдельных клетках, остается серьезной технологической проблемой, ограничивающей возможности ученых в полной мере понять, как функционируют здоровые и пораженные ткани.
В ходе нового исследования ученые из Национального института рака совместно с партнерами из Каролинского института в Стокгольме разработали технологию для определения протеома (полного набора экспрессируемых белков) отдельных кардиомиоцитов, выделенных из сердца.
«Новый метод был разработан на основе сочетания оптимизированных протоколов выделения клеток, современных методов масс-спектрометрии и новых биоинформационных и статистических алгоритмов», — объясняет доктор Васкес.
Сердце взрослого млекопитающего обладает низкой способностью к регенерации и не может эффективно восстанавливать клетки, поврежденные в результате сердечно-сосудистых заболеваний.
Предыдущие исследования группы Мигеля Торреса показали, что экспрессия транскрипционного фактора Myc во взрослом сердце способствует восстановлению после инфаркта миокарда. По словам доктора Торреса, эти исследования продемонстрировали, что Myc обладает большим потенциалом для разработки регенеративной терапии, однако механизм его действия и влияние на кардиомиоциты, особенно на уровне отдельных клеток, оставались неизвестными.
В ходе настоящего исследования ученые применили новый метод одноклеточной протеомики для анализа влияния экспрессии гена Myc на взрослые кардиомиоциты.
«Результаты показывают, что экспрессия гена Myc по-разному влияет на уровень метаболических ферментов в каждой клетке, вызывая различные состояния клеточной незрелости и формируя субпопуляцию кардиомиоцитов с регенеративным потенциалом», — заключил первый автор исследования Консуэло Марин-Висенте.
[Фото: brgfx / Magnific.com]
