Сердце человека имеет четыре клапана — тонкие мембраны, которые постоянно открываются и закрываются, чтобы контролировать кровоток, проходящий через сердце. Когда клапаны не функционируют должным образом, кровоток в организме нарушается, что может привести к сердечной недостаточности, инсульту или внезапной смерти.
Если клапаны повреждены действительно серьезно, то починить их нельзя; хирургическая замена — единственный вариант. Сегодня у врачей есть два варианта замены: механические клапаны, которые требуют пожизненного использования разжижающих кровь препаратов; и биологические клапаны, сделанные из ткани сердца коровы, свиньи или человека, которые, как правило, заменяются каждые 10-15 лет из-за того, что изнашиваются куда быстрее «родных».
Каждая операция по замене клапана — это риск, поэтому ученые не переставая искали методы разработки более совершенных клапанов. Но несмотря на успехи в выращивании органоидов, достичь «полностью натурального эффекта» все равно не удавалось.
В связи с этим интересное открытие совершили специалисты из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Ученые надеются, что секрет естественных клапанов наконец-то найден. Сперва исследователи обнаружили, что сердечная трубка — форма, которую принимает эмбриональное сердце, прежде чем начинает перекачивать кровь, — способствует выработке клеток-предшественников крови.
Сам по себе данный факт не особо примечателен. Однако известно, что те же самые клетки-предшественники крови в гораздо большем количестве генерируются в других частях развивающегося зародыша. Для чего нужно такое «производственное дублирование» долгое время было неясно.
Но наконец, с помощью сложных опытов ученым удалось выяснить, что клетки-предшественники крови, производимые сердцем, все же имеют одну особенность по сравнению с аналогами, вырабатываемыми в других частях организма. «Сердечные» клетки продуцируют особые макрофаги.
Макрофаги (с греческого, «большие едоки») находятся в тканях и перемещаются по крови в организме, разыскивая и поедая вредные, поврежденные или ненужные клетки. Выяснилось, что «сердечные макрофаги» поглощают лишние клетки в тканях сердца, делая клапаны тонкими и сверхэффективными. Этот процесс начинается у эмбриона и продолжается после рождения; макрофаги остаются в клапанах, чтобы поддерживать их форму в течение всей жизни.
Чтобы проверить, насколько важны макрофаги для формирования и ремоделирования клапана, ученые заблокировали их производство в сердечной трубке. Обнаружилось, что другие макрофаги организма тоже попадали в сердце, но были малоэффективны в ремоделировании клапанов. Без производства «сердечных макрофагов» клапаны так и оставались оставались толстыми и неповоротливыми.
Ученые говорят, что сердечные макрофаги — та самая недостающая часть пазла, которая объясняет, как природа делает наши клапаны столь совершенными. Специалисты считают, что лабораторное выращивание таких макрофагов позволит создавать биоклапаны высочайшего качества, которые будут работать гораздо дольше обычных.
