Препарат от рассеянного склероза восстанавливает сердце мыши после инфаркта

Сердечная недостаточность тесно связана с хроническим воспалением, приводящим к потере кардиомиоцитов. Само по себе воспаление необходимо для восстановления сердечной мышцы, но неадекватный иммунный ответ участвует в патологическом ремоделировании левого желудочка и развитии хронической сердечной недостаточности. Идея использования иммуномодуляторов для улучшения работы сердца не нова, но результаты клинических испытаний были противоречивыми. В новой работе израильские ученые по-новому применили глатирамера ацетат (ГА), который уже используется для лечения рассеянного склероза.

ГА связывает MHC, блокируя его и действуя как антагонист T-клеточного рецептора. Также ГА индуцирует секрецию противовоспалительных цитокинов и повышает числа регуляторных T-клеток. Все это провоцирует восстановление тканей. ГА обладает неспецифической активностью, что позволяет использовать его в различных ситуациях. Авторы новой работы предположили, что ГА облегчит протекание патологического воспалительного процесса, ассоциированного с повреждением миокарда.

Ученые индуцировали у мышей острый инфаркт миокарда и разделили их на две групп. Одна получала ГА каждый день через внутрибрюшинную инъекцию в течение 14 дней, другая получала раствор. Через два дня после инфаркта обнаруживались признаки обширных повреждений в обеих группах, но через 35 дней в группе ГА были выявлены значительные улучшения работы сердца. Рубец сердца был меньше по размеру, в группе ГА не было больших рубцов (более 30%).

В предыдущем опыте лечение начинали в день инфаркта. В следующем эксперименте ГА или раствор начинали вводить через 24 или 48 часов. И при такой схеме ГА улучшал работу сердца, то есть временное окно для введения препарата было достаточно широким.

После инфаркта миокарда активируется воспалительный ответ, в основном связанный с врожденным иммунитетом, затем происходит инфильтрация нейтрофилов и моноцитов из костного мозга. Затем начинает преобладать адаптивный иммунный ответ. Авторы предположили, что ГА активирует восстанавливающий иммунный фенотип. Чтобы проверить это предположение, авторы провели секвенирование РНК единичных клеток сердца, обогащенных CD45+ маркером. Анализ проводили чрез день и через четыре после инфаркта. Преимущества лечения ГА проявлялись уже через три дня. В анализ вошли 49 369 клеток, которые разделили на 19 кластеров.

Через день после инфаркта было выявлено много нейтрофилов (25% от общего числа клеток), к четвертому дню их число сократилось до 9%. Популяция моноцитов-макрофагов выросла с 13% до 20% за этот период.

ГА подавлял сигнальные пути, связанные с воспалительным ответом, и активировал пути, ассоциированные с нейтрализацией свободных радикалов, сенесценцией, STAT3, аутофагией, подавлением активности и удалением из ткани нейтрофилов. Но заметнее всего было изменение преобладающих в ткани субкластеров нейтрофилов под действием ГА. ГА-ассоциированные субкластеры экспрессировали гены, связанные с активацией T-клеток, ангиогенезом дифференцировкой клеток. В контрольной группе нейтрофилы в основном экспрессировали гены, связанные с воспалительным ответом и клеточной гибелью. Так, контрольные нейтрофилы экспрессировали ген Olfm4, ассоциированный с риском отказа органов и гибели при коронарных заболеваниях сердца. ГА снижал его экспрессию.

Препарат уменьшал число макрофагов через четыре дня после инфаркта. В целом состав макрофагов и их транскриптом значительно менялись под действием ГА, индуцируя развитие иммунного фенотипа, способствующего восстановлению.

Далее авторы проанализировали оставшиеся клетки, в основном эндотелиальные и фибробласты. Под действием ГА через день после повреждения эндотелиальные клетки в основном экспрессировали гены, ассоциированные с васкулогенезом, выживанием клеток и их движением. Снижалась экспрессия генов, связанных с клеточной гибелью. ГА также активировал фибробласты в первый день, после чего инактивировал на четвертый. Возможно, это снижает отложение коллагена и тормозит прогрессирование фиброза. Протеомный анализ в основном подтвердил результаты, полученные при анализе транскриптома.

Чтобы проверить, имеет ли ГА защитный эффект, не связанный с иммунным ответом, авторы культивировали клетки сердца без иммунных клеток. На клетки действовали стрессорами (например, перекисью водорода). Под действием ГА клетки чаще переживали стрессовое воздействие. В культуре клеток сердца ГА не активировал пролиферацию кардиомиоцитов, но влиял на их пространственную организацию, как и на организацию эндотелиальных клеток. Одновременно ГА подавлял рост фибробластов сердца.

Далее исследователи индуцировали инфаркт миокарда у крыс, позволяли сердцу восстанавливаться в течение 28 дней, после чего начинали лечение ГА. Через два месяца лечения сердце крыс было в лучшем состоянии, улучшение отмечалось и через месяц после прекращения терапии.

По мнению авторов, благодаря протективному и иммуномодулирующему эффекту ГА, его работу стоит оценить в клинических испытаниях.

Простой анализ крови позволит оценить риск инфаркта миокарда