Ученые показали, что ионный канал PIEZO2, необходимый для развития тактильных ощущений, также важен для формирования коронарных сосудов. Команда использовала мышиные модели, чтобы показать, что без PIEZO2 сосуды сердца развиваются неправильно и это может приводить к врожденным порокам сердца. Работа открывает новые пути для ранней диагностики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний, а также изучения редких генетических синдромов. Результаты опубликованы в журнале Nature Cardiovascular Research.
Ионный канал PIEZO2 — это специальный белок, который позволяет чувствовать прикосновения и положение тела в пространстве. Он находится в нервных клетках кожи, особенно в рецепторах, называемых тельцами Меркеля, которые отвечают за восприятие легких касаний. После прикосновения PIEZO2 открывается и пропускает ионы, превращая механическое воздействие в электрический сигнал, который передается в мозг. Если ген PIEZO2 поврежден, человек теряет способность нормально чувствовать прикосновения и ориентироваться в пространстве без помощи зрения. Также известно, что PIEZO2 участвует в механизмах хронической боли, когда болевые рецепторы становятся слишком чувствительными и реагируют даже на легкие прикосновения.
Ученые исследовали роль ионного канала PIEZO2 в развитии коронарных сосудов у мышей. Для этого они создали генетически модифицированных мышей, у которых либо отсутствовал этот канал, либо он был чрезмерно активен. После этого команда внимательно изучала строение коронарных артерий, используя микроскопию и гистологические методы, что позволило также выявить изменения сердечной мышцы.
Результаты показали, что при подавлении гена PIEZO2 маленькие сосуды сердца оставались слишком узкими или неправильно ветвились. Во втором случае, при избыточной активности PIEZO2, наблюдались нарушения, которые соответствуют редкому генетическому заболеванию у людей — синдрому Мардена — Уокера. При этой болезни возникают множественные аномалии развития, включая нарушения в формировании сосудов сердца. В обоих случаях сердечная мышца, особенно в левом желудочке, утолщалась — вероятно, из-за аномального роста кровеносных сосудов.
Кроме того, команда проанализировала активность гена PIEZO2 на разных этапах развития. Ученые показали, что этот ионный канал активен преимущественно в эмбриональном периоде в эндотелиальных клетках, выстилающих коронарные артерии, а после рождения его активность снижается. Однако в некоторых случаях у взрослых животных ген PIEZO2 может снова включаться, что может способствовать регенерации сосудов после повреждений, например при ишемической болезни сердца.
«Полногеномные исследования показывают, что мутации в гене PIEZO2 могут быть связаны с сердечно-сосудистыми заболеваниями у людей, такими как сердечная недостаточность, высокое кровяное давление или аневризмы. Нарушения в работе этого ионного канала во время эмбрионального развития могут изначально приводить к незначительным, но незаметным изменениям в сосудах, которые могут вызвать серьезные проблемы с сердцем в более позднем возрасте или при физическом стрессе», — рассказала Аннет Хаммес из Центра молекулярной медицины имени Макса Дельбрюка, Германия.
Чтобы проверить полученные данные на клетках человека, ученые начали проект по работе с плюрипотентными стволовыми клетками. Они используют человеческие эндотелиальные клетки, полученные из стволовых клеток, чтобы изучить, как можно влиять на экспрессию и активность гена PIEZO2 у людей. Это позволит лучше понять, можно ли использовать этот ионный канал как мишень для диагностики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
