Лаборатория риса биоинженера Джейн Гранде-Аллен в ходе исследований сердечных клапанов свиней обнаружила, что возраст играет решающую роль в прогрессирующем затвердевании клапанов, и проблема может быть связана с проникновением белка, известного как фактор фон Виллебранда (VWF). . Ткани клапанов свиньи обычно используются для замены сердечного клапана человека.VWF помогает регулировать свертывание крови как у свиней, так и у людей, но, как обнаружила команда Райса, со временем он проникает в богатую коллагеном внутреннюю часть тканей клапана. Поскольку свертывание крови не является проблемой для коллагена, нет очевидной потребности в присутствии VWF.
Исследователи искали связь с кальциевыми узелками, которые образуются в тканях и делают створки клапанов менее гибкими, что снижает приток крови к сердцу.Новая работа, подробно описанная в журнале Американской кардиологической ассоциации «Артериосклероз, тромбоз и сосудистая биология», «открывает широкое поле для исследований», — сказал Гранде-Аллен.Ведущий автор статьи, Лизл Балаоинг, аспирант Гранд-Аллена и ученого-исследователя Райса Джоэла Моака, изучал клапаны у свиней трех возрастов: 6 недель, 6 месяцев и 2 года (как замену молодым, средним и взрослым свиньям). старые человеческие сердца).
Путем окрашивания Balaoing проследил миграцию ряда белков, связанных со свертыванием, общих для свиней и людей, с поверхностных эндотелиальных клеток во внутренние интерстициальные клетки.Тесты показали, что по мере старения клапана VWF и другие белки накапливаются внутри ткани клапана.
Затем они проверили, как интерстициальные клетки клапана, производящие кальциевые узелки в пораженных клапанах, реагируют на VWF. Когда интерстициальные клетки преднамеренно подвергались воздействию VWF, «размер узелков резко увеличивался в любом возрасте», — сказал Балаоинг.
«Эндотелиальные клетки на внешней стороне клапана производят большую часть этих (связанных со свертыванием) белков», — сказал Гранде-Аллен. «Мы обнаружили, что они не просто уходят в кровь или остаются на поверхности клапана. Некоторые из них проникают в ткани».
Что еще неизвестно, так это почему. Сердечные клапаны находятся в движении от рождения до смерти и, возможно, являются наиболее активной соединительной тканью в организме. Исследователи подозревают, что распад коллагена с течением времени, а также постоянное растяжение клапана открывают промежутки, через которые могут перемещаться белки.«По мере того, как вы становитесь старше, коллаген становится менее организованным», — сказал Балаоинг. «Поскольку четкое расположение внеклеточного матрикса исчезает, я думаю, что такие белки, как VWF, проникают внутрь клапана больше, чем то, что вы видели бы у молодых, здоровых взрослых людей».
«Мы четко знаем, что наши тела и вся наша физиология меняются с возрастом», — сказал Гранд-Аллен. «Биологические характеристики, такие как свертываемость крови, также меняются с возрастом. Замечательным открытием здесь является то, что аспекты изменений свертывания крови очень сильно связаны со склонностью к образованию кальцинированных сердечных клапанов».Гранд-Аллен сказала, что она видела признаки вторжения VWF внутрь клапанов в более ранних работах, но Балаоин потребовались систематические усилия, чтобы докопаться до истины.
Теперь они надеются найти механизм связывания, который удерживает белки на месте, поскольку это открытие может привести к лечению. «Мы хотим знать, действуют ли VWF и другие белки, связанные со свертыванием, с интерстициальными клетками клапана и внеклеточным матриксом, которые могут способствовать кальцификации и другим заболеваниям клапана», — сказал Гранде-Аллен.