Ученые из Копенгагенского университета выяснили, что причиной некоторых врожденных пороков сердца могут быть сбои в работе клеточной «антенны» — первичной реснички, которая управляет развитием сердечной ткани у эмбриона. Исследователи обнаружили внутри нее сигнальный механизм из трех белков, нарушение которого мешает правильному формированию сердца и может одновременно влиять на развитие других органов. Препринт исследования опубликован на платформе bioRxiv.
«Антенна» принимает сигналы из окружающей среды и передает клетке инструкции: когда ей делиться, двигаться, формировать ткани или менять свою работу.
Внутри этой клеточной «антенны» ученые обнаружили сигнальный центр из трех белков — TAK1, TAB2 и PKA-C'. Они управляют развитием стволовых клеток, помогая им превращаться в клетки сердечной мышцы. Если в генах, отвечающих за эти белки, возникают мутации, передача сигналов нарушается, что может привести к неправильному формированию сердца.
Чтобы проверить механизм, специалисты объединили анализ генетических данных нескольких тысяч пациентов с врожденными пороками сердца с экспериментами на рыбках данио, клетках человека и стволовых клетках мышей. Исследования показали, что изменения в этих генах действительно вызывают нарушения развития сердца.
Ученые также обнаружили, что сбои в работе первичной реснички могут влиять не только на сердце. Поскольку эта структура участвует в развитии многих органов, ее повреждение может быть связано с нарушениями формирования мозга, почек и скелета.
«Когда ресничный механизм дает сбой, это обычно влияет на развитие нескольких органов одновременно. Это может объяснить, почему у некоторых пациентов с пороками сердца также возникают другие нарушения», — отметил профессор Серен Творуп Кристенсен.
Врожденные пороки сердца являются одними из самых распространенных нарушений развития: они встречаются примерно у двух из 100 новорожденных. Авторы работы считают, что новое открытие поможет лучше понимать причины таких заболеваний, улучшить раннюю диагностику и в будущем создать более точные методы лечения редких генетических нарушений.
Ранее российские ученые выявили четыре признака клеточного старения сердца.
