Врожденный порок сердца — одна из значимых проблем современной медицины: по статистике, с ним рождается примерно каждый пятидесятый ребенок. Причина таких нарушений нередко кроется в тончайших молекулярных процессах, протекающих на самых ранних этапах развития эмбриона. Новое исследование специалистов Копенгагенского университета приоткрывает завесу над одним из таких механизмов.
В центре внимания оказались первичные реснички — микроскопические структуры, выступающие над поверхностью большинства клеток. Их нередко сравнивают с антеннами: они улавливают сигнальные молекулы и помогают клетке «понимать», как ей действовать — делиться, перемещаться или прекращать работу. Оказалось, что эти структуры критически важны для правильного формирования сердца.
Мы обнаружили новую систему коммуникации на внешней стороне клетки, которая имеет решающее значение для правильного формирования сердца во время эмбрионального развития. Это открытие меняет наше представление о том, как возникают врожденные пороки сердца. Можно сказать, что мы нашли важный винтик в очень сложной машине.
Ключевую роль в этой системе играют три белка — TAK1, TAB2 и PKA‑Cα. Они работают как единый сигнальный центр в клеточной «антенне» и задают инструкции стволовым клеткам, указывая, когда и как превращаться в клетки сердечной мышцы. Если в соответствующих генах возникают мутации, эта коммуникация нарушается — возникают своего рода «дефекты антенн», способные привести к неправильному развитию сердца.
Как подтверждали гипотезу
Чтобы подтвердить гипотезу, исследователи применили комплексный подход. Сначала они проанализировали генетические данные тысяч пациентов с врожденными пороками сердца, выявляя редкие мутации, которые встречаются у больных чаще, чем у здоровых людей. Затем эти же генетические изменения смоделировали у рыбок данио. Эксперименты показали, что такие мутации действительно вызывают нарушения в развитии сердца. Опыты со стволовыми клетками мышей и культурами человеческих клеток помогли детально изучить молекулярные механизмы.
Особый интерес представляет тот факт, что сбои в работе первичных ресничек могут влиять не только на сердце, но и на развитие других органов. У пациентов с врожденными пороками сердца нередко наблюдаются сопутствующие патологии — в том числе нарушения в работе мозга, почек и формировании скелета. Новый механизм дает возможное объяснение такой закономерности.
Полученные данные могут оказаться полезными не только для понимания природы врожденных пороков сердца, но и для изучения редких генетических заболеваний, связанных с дефектами ресничек. В перспективе это поможет улучшить методы ранней диагностики и разработать более точные подходы к терапии.
Ранее Наука Mail рассказывала, что наклейки с ИИ предскажут проблемы с сердцем.