Ученые создали первый подробный атлас сердца человека — коллекцию карт, на которых показаны почти полмиллиона клеток и определены функции каждой из них. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Изучать клетки сердца человека чрезвычайно сложно, так как их, в отличие, например, от раковых клеток, невозможно вырастить в лаборатории. Не получается проводить кардиологические исследования и на мышах, сердце которых существенно отличается от человеческого. Ученые из Медицинского института Говарда Хьюза в США использовали человеческие сердца, которые были оперативно заморожены для трансплантации, но затем по каким-то причинам не были востребованы. Для составления атласа взяли 14 здоровых донорских сердца — 7 мужских и 7 женских.
“Чтобы понять, что происходит при различных сердечных заболеваниях, сначала нужно знать, что считать нормальным”, — приводятся в пресс-релизе института слова руководителя исследования, кардиолога-генетика Кристины Сейдман (Christine Seidman). Сначала авторы применили метод высокопроизводительного секвенирования для определения индивидуальных характеристик каждой сердечной клетки. Затем нанесли эти клетки на карту, привязав к одной из шести областей сердца. “Впервые у нас появился “почтовый индекс” для каждой ячейки”, — говорит Сейдман.
Ученые проанализировали уровни РНК в клетках с помощью флуоресцентных маркеров, чтобы выяснить функции этих клеток, узнать, какие белки они производят. По результатам этого анализа авторы составили подробную базу данных, ставшую основой атласа. Теперь, используя его как справочное пособие, ученые-медики всего мира могут, выявляя различия между больными и здоровыми клетками, правильно нацеливать лечение.
Хотя исследователи изучили относительно небольшую группу сердец, они смогли зафиксировать высокое клеточное разнообразие в разных частях органа, а также обнаружить некоторые различия между здоровыми сердцами мужчин и женщин. Например, у женщин доля кардиомиоцитов (мышечных клеток) выше, чем у мужчин. Возможно, предполагают ученые, в этом причина различий в сердечных заболеваниях между мужчинами и женщинами. “14 человек не могут воспроизвести мировую популяцию, — отмечает Сейдман. — Тем не менее, мы видим поразительную неоднородность. Сердце — безусловно, гораздо более сложный орган, чем многие могли представить!”
Атлас клеток сердца — это часть крупного проекта по картированию всех типов клеток человеческого тела Human Cell Atlas, финансируемого фондом Марка Цукерберга и Присциллы Чан. Помимо ученых из института Говарда Хьюза над атласом работала большая международная команда экспертов — от кардиохирургов до специалистов по вычислительной технике. Авторы планируют на следующем этапе исследований расширить базу данных атласа за счет более широкого географического и расового охвата — пока все 14 сердец были от белых доноров. Также ученые уже начали работу по сравнению набора белков, производимых клетками здорового и пораженного сердечными заболеваниями органа.
Источник: РИА Новости
