Врожденное заболевание сердца, известное как пролапс митрального клапана, которое возникает, когда проекции мышц в эмбриональном сердце не могут трансформироваться в компактную сердечную мышцу, может быть вызвано сигнальными дефектами. Результаты исследования опубликованы в научном журнале JCI Insight учеными из Медицинской школы Университета Дьюка (Duke-NUS Medical School) в Сингапуре.
Актуальность проблемы
Во время нормального эмбрионального развития сердца мышечные клетки мигрируют и пролиферируют, образуя пальцеобразные выпячивания внутри камеры сердца. Проекции, называемые трабекулами, помогают с питанием сердца и насыщением его кислородом до образования кровеносных сосудов. В конечном итоге они растворяются, что приводит к образованию компактной, гладкой и прочной сердечной стенки. Однако у некоторых эмбрионов трабекулы не растворяются и не образуют сплошную сердечную стенку, что приводит к пролапсу митрального клапана, в котором трабекулы выступают в истонченную нижнюю левую камеру сердца.
«Пролапс митрального клапана является одним из наиболее распространенных пороков сердца. Люди, рожденные с этим заболеванием, зачастую не имеют никаких симптомов, но могут подвергаться большему риску сердечной недостаточности, нерегулярным сердечным ритмам или внезапной остановки сердца», – объясняет Манвендра Сингх (Manvendra Singh).
Во всем мире понимание учеными молекулярных и генетических изменений, которые приводят к пролапсу митрального клапана, ограничено. Известно, что белок Sema3E связывается с клеточным рецептором, называемым PlexinD1, который участвует в развитии эмбрионального сердца. Однако существование Sema3E в сердце еще не было определено.
Материалы и методы обследования
Ученые изучили, связан ли белок Sema3E с дефектами, обнаруженными в пролапсе митрального клапана. Авторы исследования сначала деактивировали Plxnd1, ген, который кодирует рецептор PlexinD1, в доклинической модели сердца эмбрионов.
Результаты научной работы
Деактивация гена привела к чрезмерному образованию трабекул, которые не уплотняются, что обычно происходит в здоровых стенках сердца.
Молекулярный анализ показал, что деактивация Plxnd1 приводит к увеличению активности других генов, инициированных сигнальным путем Notch. Ингибирование этого конкретного пути частично препятствовало развитию пороков сердца. Ученые подтвердили, что многие различные типы клеток в развивающемся сердце экспрессировали Sema3E. Отключение гена, который кодирует Sema3E, значительно уменьшило толщину стенки сердца.
«Наше исследование помогло нам лучше понять роль передачи сигналов Semaphorin-Plexin при этом конкретном врожденном пороке сердца», – объясняет Манвендра Сингх. «Результаты показывают, что Sema3E соединяется со своим рецептором PlexinD1, чтобы отключить путь передачи сигналов Notch, что указывает на его роль в формировании и созревании нижних отделов сердца».
Дальнейшие исследования могут дать больше информации о процессах, которые регулируют развитие сердца и помогут разработать лечение этого и других врожденных пороков сердца.
Авторы другого исследования утверждают, что выявление генетически высокого уровня холестерина позволит избежать сердечного приступа.
