Стимуляция эпикарда в качестве источника репарации миокарда: от эксперимента к клинической практике

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Смертность от инфаркта миокарда и его осложнений — нарушений сердечного ритма, ремоделирования миокарда с последующим развитием застойной сердечной недостаточности — занимает лидирующее место в мире. В качестве одного из способов предотвращения ремоделирования сердца активно изучают активацию эпикарда. Метод основан на способности клеток эмбрионального эпикарда к эпителиально-мезенхимальной трасформации, в результате которой образованные клетки-производные эпикарда дают начало различным цитологическим линиям — сердечным фибробластам, гладкомышечным клеткам сосудистой стенки, адипоцитам и кардиомиоцитам. В постнатальном периоде этот регенераторный потенциал отсутствует. В настоящее время разработаны различные методики активации репаративного потенциала эпикарда с использованием вариантов генетического перепрограммирования клеток эпикарда с помощью вирусных векторов, воздействием паракринных факторов, участвующих в формировании сердца и его структур — факторами транскрипции GATA4, GATA6, тимозином β4, введением эмбриональных стволовых клеток или индуцированных плюрипотентных стволовых клеток в составе тканеинженерных конструкций, активацией факторов роста фибробластов ( FGF ), и тромбоцитарного фактора роста ( PDGF ). Эти методы активно изучаются на экспериментальных моделях инфаркта миокарда и показали свою высокую эффективность in vitro. Результаты трансплантации тканеинженерных конструкций во время проведения аортокоронарного шунтирования пациентам с тяжелой постинфарктной сердечной недостаточностью показывают перспективность в плане замедления ремоделирования миокарда.

Об авторах

Евгений Владимирович Тимофеев

Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: darrieux@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9607-4028
SPIN-код: 1979-7713

доктор медицинских наук, профессор, кафедра пропедевтики внутренних болезней

Россия, 192100, Санкт-Петербург, ул. Литовская, д. 2

Яна Эдуардовна Булавко

Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

Email: yana.bulavko@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0879-846X
SPIN-код: 8159-2273

ассистент, кафедра пропедевтики внутренних болезней

Россия, 192100, Санкт-Петербург, ул. Литовская, д. 2

Список литературы

  1. Дергилев К.В., Комова А.В., Цоколаева З.И., и др. Эпикард как новая мишень для регенеративных технологий в кардиологии // Гены и клетки. 2020. Т. 15, № 2. С. 33–40. EDN: ZWNMPT doi: 10.23868/202004016
  2. Дергилев К.В., Цоколаева З.И., Белоглазова И.Б., и др. Интрамиокардиальное введение резидентных c-kit + -прогениторных клеток сердца вызывает активацию прогениторных клеток эпикарда и стимулирует васкуляризацию миокарда после инфаркта // Гены и клетки. 2018. Т. 13, № 1. С. 75–81. EDN: YNQDYD doi: 10.23868/201805009
  3. Дергилев К.В., Цоколаева З.И., Белоглазова И.Б., и др. Эпикардиальная трансплантация пластов из мезенхимальных стромальных клеток жировой клетчатки способствует активации эпикарда и стимулирует ангиогенез при инфаркте миокарда (экспериментальное исследование) // Общая реаниматология. 2019. Т. 15, № 6. С. 38–49. EDN: YLCBGN doi: 10.15360/1813-9779-2019-6-38-49
  4. Сизов А.В., Зотов Д.Д. Инфаркт миокарда второго типа при выраженном аортальном стенозе // Университетский терапевтический вестник. 2022. Т. 4, № 1. С. 32–36. doi: 10.56871/5991.2022.32.45.004
  5. Шлойдо Е.А., Пятериченко И.А., Зверева В.В., и др. Эндоваскулярные методы лечения у пациента с сочетанной патологией // Педиатр. 2015. Т. 6, № 3. С. 123–128. EDN: VBUCZP doi: 10.17816/PED63123-128
  6. Bao X., Lian X., Hacker T.A., et al. Long-term self-renewing human epicardial cells generated from pluripotent stem cells under defined xeno-free conditions // Nat Biomed Eng. 2016. Vol. 1. ID 0003. doi: 10.1038/s41551-016-0003
  7. Cai C.-L., Martin J.C., Sun Y., et al. A myocardial lineage derives from Tbx18 epicardial cells // Nature. 2008. Vol. 454. P. 104–108. doi: 10.1038/nature06969
  8. Cai W., Tan J., Yan J., et al. Limited regeneration potential with minimal epicardial progenitor conversions in the neonatal mouse heart after injury // Cell Rep. 2019. Vol. 28, N 1. P. 190–201.e3. doi: 10.1016/j.celrep.2019.06.003
  9. Cao J., Poss K.D. The epicardium as a hub for heart regeneration // Nat Rev Cardiol. 2018. Vol. 15. P. 631–647. doi: 10.1038/s41569-018-0046-4
  10. Chiu L.L.Y., Reis L.A., Momen A., Radisic M. Controlled release of thymosin-β4 from injected collagen-chitosan hydrogels promotes angiogenesis and prevents tissue loss after myocardial infarction // Regen Med. 2012. Vol. 7, N 4. P. 523–533. doi: 10.2217/rme.12.35
  11. Christoffels V.M., Grieskamp T., Norden J., et al. Tbx18 and the fate of epicardial progenitors // Nature. 2009. Vol. 458, N 7240. P. E8–E9. doi: 10.1038/nature07916
  12. Davis M.E., Motion J.P., Narmoneva D.A., et al. Injectable self-assembling peptide nanofibers create intramyocardial microenvironments for endothelial cells // Circulation. 2005. Vol. 111, N 4. P. 442–450. doi: 10.1161/01.CIR.0000153847.47301.80
  13. Gaetani R., Feyen D.A.M., Verhage V., et al. Epicardial application of cardiac progenitor cells in a 3D-printed gelatin/hyaluronic acid patch preserves cardiac function after myocardial infarction // Biomaterials. 2015. Vol. 61. P. 339–348. doi: 10.1016/j.biomaterials.2015.05.005
  14. Guadix J.A., Orlova V.V., Giacomelli E., et al. Human pluripotent stem cell differentiation into functional epicardial progenitor cells // Stem Cell Rep. 2017. Vol. 9, N 6. P. 1754–1764. doi: 10.1016/j.stemcr.2017.10.023
  15. Iyer D., Gambardella L., Bernard W.G., et al. Robust derivation of epicardium and its differentiated smooth muscle cell progeny from human pluripotent stem cells // Development. 2015. Vol. 142, N 8. P. 1528–1541. doi: 10.1242/dev.119271
  16. Kobayashi H., Yu Y., Volk D.E. Chapter 13 — Thymosins. В кн.: Hormonal signaling in biology and medicine / G. Litwack, editor. Academic Press, 2020. P. 311–326. doi: 10.1016/B978-0-12-813814-4.00013-4
  17. Mewhort H.E., Turnbull J.D., Meijndert H.C., et al. Epicardial infarct repair with basic fibroblast growth factor-enhanced CorMatrix-ECM biomaterial attenuates postischemic cardiac remodeling // J Thorac Cardiovasc Surg. 2014. Vol. 147, N 5. P. 1650–1659. doi: 10.1016/j.jtcvs.2013.08.005
  18. Miyagawa S., Domae K., Yoshikawa Y., et al. Phase I clinical trial of autologous stem cell-sheet transplantation therapy for treating cardiomyopathy // J Am Heart Assoc. 2017. Vol. 6, N 4. ID e003918. doi: 10.1161/JAHA.116.003918
  19. Moerkamp A.T., Lodder K., van Herwaarden T., et al. Human fetal and adult epicardial-derived cells: A novel model to study their activation // Stem Cell Res Ther. 2016. Vol. 7. ID 174. doi: 10.1186/s13287-016-0434-9
  20. Olivey H.E., Svensson E.C. Epicardial-myocardial signaling directing coronary vasculogenesis // Circ Res. 2010. Vol. 106, N 5. P. 818–832. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.109.209197
  21. Pascual-Gil S., Garbayo E., Díaz-Herráez P., et al. Heart regeneration after myocardial infarction using synthetic biomaterials // J Control Release. 2015. Vol. 203. P. 23–38. doi: 10.1016/j.jconrel.2015.02.009
  22. Paunovic A.I., Drowley L., Nordqvist A., et al. Phenotypic screen for cardiac regeneration identifies molecules with differential activity in human epicardium-derived cells versus cardiac fibroblasts // ACS Chem Biol. 2017. Vol. 12, N 1. P. 132–141. doi: 10.1021/acschembio.6b00683
  23. Porrello E.R., Mahmoud A.I., Simpson E., et al. Transient regenerative potential of the neonatal mouse heart // Science. 2011. Vol. 331, N 6020. P. 1078–1080. doi: 10.1126/science.1200708
  24. Rane A.A., Chuang J.S., Shah A., et al. Increased infarct wall thickness by a bio-inert material is insufficient to prevent negative left ventricular remodeling after myocardial infarction // PLoS One. 2011. Vol. 6. ID e21571. doi: 10.1371/journal.pone.0021571
  25. Sanchez-Fernandez C., Rodriguez-Outeiriño L., Matias-Valiente L., et al. Regulation of epicardial cell fate during cardiac development and disease: An overview // Int J Mol Sci. 2022. Vol. 23, N 6. ID 3 220. doi: 10.3390/ijms23063220
  26. Sasaki T., Hwang H., Nguyen C., et al. The small molecule Wnt signaling modulator ICG-001 improves contractile function in chronically infarcted rat myocardium // PLoS One. 2013. Vol. 8. ID e75010. doi: 10.1371/journal.pone.0075010
  27. Serpooshan V., Zhao M., Metzler S.A., et al. The effect of bioengineered acellular collagen patch on cardiac remodeling and ventricular function post myocardial infarction // Biomaterials. 2013. Vol. 34, N 36. P. 9048–9055. doi: 10.1016/j.biomaterials.2013.08.017
  28. Shrivastava S., Srivastava D., Olson E.N., et al. Thymosin β4 and cardiac repair // Ann NY Acad Sci. 2010. Vol. 1194, N 1. P. 87–96. doi: 10.1111/j.1749-6632.2010.05468.x
  29. Smart N., Risebro C.A., Melville A.A.D., et al. Thymosin β4 induces adult epicardial progenitor mobilization and neovascularization // Nature. 2007. Vol. 445. P. 177–182. doi: 10.1038/nature05383
  30. Smits A., Riley P. Epicardium-derived heart repair // J Dev Biol. 2014. Vol. 2, N 2. P. 84–100. doi: 10.3390/jdb2020084
  31. Smits A.M., Dronkers E., Goumans M.-J. The epicardium as a source of multipotent adult cardiac progenitor cells: Their origin, role and fate // Pharmacol Res. 2018. Vol. 127. P. 129–140. doi: 10.1016/j.phrs.2017.07.020
  32. Tan S.H., Loo S.J., Gao Y., et al. Thymosin β4 increases cardiac cell proliferation, cell engraftment, and the reparative potency of human induced-pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes in a porcine model of acute myocardial infarction // Theranostics. 2021. Vol. 11, N 16. P. 7879–7895. doi: 10.7150/thno.56757
  33. Tano N., Narita T., Kaneko M., et al. Epicardial placement of mesenchymal stromal cell-sheets for the treatment of ischemic cardiomyopathy; in vivo proof-of-concept study // Mol Ther. 2014. Vol. 22, N 10. P. 1864–1871. doi: 10.1038/mt.2014.110
  34. Trembley M.A., Velasquez L.S., Bentley K.L.D.M., Small E.M. Myocardin-related transcription factors control the motility of epicardium-derived cells and the maturation of coronary vessels // Development. 2015. Vol. 142, N 1. P. 21–30. doi: 10.1242/dev.116418
  35. Van Tuyn J., Atsma D.E., Winter E.M., et al. Epicardial cells of human adults can undergo an epithelial-to-mesenchymal transition and obtain characteristics of smooth muscle cells in vitro // Stem Cells. 2007. Vol. 25, N 2. P. 271–278. doi: 10.1634/stemcells.2006-0366
  36. Van Wijk B., Gunst Q.D., Moorman A.F.M., Van Den Hoff M.J.B. Cardiac regeneration from activated epicardium // PLoS One. 2012. Vol. 7. ID e44692. doi: 10.1371/journal.pone.0044692
  37. Vieira J.M., Howard S., Villa Del Campo C., et al. BRG1-SWI/SNF-dependent regulation of the Wt1 transcriptional landscape mediates epicardial activity during heart development and disease // Nat Commun. 2017. Vol. 8. ID 16034. doi: 10.1038/ncomms16034
  38. Von Gise A., Pu W.T. Endocardial and epicardial epithelial to mesenchymal transitions in heart development and disease // Circ Res. 2012. Vol. 110, N 12. P. 1628–1645. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.111.259960
  39. Wang Q.L., Wang H.-J., Li Z.-H., et al. Mesenchymal stem cell-loaded cardiac patch promotes epicardial activation and repair of the infarcted myocardium // J Cell Mol Med. 2017. Vol. 21, N 9. P. 1751–1766. doi: 10.1111/jcmm.13097
  40. Wang Y.-L., Yu S.-N., Shen H.-R., et al. Thymosin β4 released from functionalized self-assembling peptide activates epicardium and enhances repair of infarcted myocardium // Theranostics. 2021. Vol. 11, N 9. P. 4262–4280. doi: 10.7150/thno.52309
  41. Wei K., Serpooshan V., Hurtado C., et al. Epicardial FSTL1 reconstitution regenerates the adult mammalian heart // Nature. 2015. Vol. 525. P. 479–485. doi: 10.1038/nature15372
  42. Wessels A., Pérez-Pomares J.M. The epicardium and epicardially derived cells (EPDCs) as cardiac stem cells // Anat Rec Part A Discov Mol Cell Evol Biol. 2004. Vol. 276A, N 1. P. 43–57. doi: 10.1002/ar.a.10129
  43. Winter E.M., Grauss R.W., Hogers B., et al. Preservation of left ventricular function and attenuation of remodeling after transplantation of human epicardium-derived cells into the infarcted mouse heart // Circulation. 2007. Vol. 116, N 8. P. 917–927. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.106.668178
  44. Witty A.D., Mihic A., Tam R.Y., et al. Generation of the epicardial lineage from human pluripotent stem cells // Nat Biotechnol. 2014. Vol. 32. P. 1026–1035. doi: 10.1038/nbt.3002
  45. Yamaguchi Y., Cavallero S., Patterson M., et al. Adipogenesis and epicardial adipose tissue: a novel fate of the epicardium induced by mesenchymal transformation and PPARgamma activation // PNAS USA. 2015. Vol. 112, N 7. P. 2070–2075. doi: 10.1073/pnas.1417232112
  46. Zhao J., Cao H., Tian L., et al. Efficient differentiation of TBX18 + /WT1 + epicardial-like cells from human pluripotent stem cells using small molecular compounds // Stem Cells Dev. 2017. Vol. 26, N 7. P. 528–540. doi: 10.1089/scd.2016.0208
  47. Zhou B., Ma Q., Rajagopal S., et al. Epicardial progenitors contribute to the cardiomyocyte lineage in the developing heart // Nature. 2008. Vol. 454, N 7200. P. 109–913. doi: 10.1038/nature07060
  48. Zhou B., Mcgowan F.X., Pu W.T., et al. Adult mouse epicardium modulates myocardial injury by secreting paracrine factors // J Clin Investig. 2011. Vol. 121, N 5. P. 1894–1904. doi: 10.1172/JCI45529

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Эко-Вектор, 2024


 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».