Константин Владимирович Дергилев
121552, г. Москва, ул. 3-я Черепковская, д. 15а
Konstantin V. Dergilev
15a Cherepkovskaya 3rd Str., 121552 Moscow
Зоя Ивановна Цоколаева
121552, г. Москва, ул. 3-я Черепковская, д. 15а;
107031, г. Москва, ул. Петровка, д. 25, стр. 2
Zoya I. Tsokolaeva
15a Cherepkovskaya 3rd Str., 121552 Moscow;
25 Petrovka Str., Bldg. 2, 107031 Moscow
Алерия Альбертовна Долгодворова
121552, г. Москва, ул. 3-я Черепковская, д. 15а
Aleria A. Dolgodvorova
15a Cherepkovskaya 3rd Str., 121552 Moscow
Елена Викторовна Парфенова
121552, г. Москва, ул. 3-я Черепковская, д. 15а
Elena V. Parfenova
15a Cherepkovskaya 3rd Str., 121552 Moscow
Многие заболевания сердца связаны с избыточным накоплением миофибробластов, характеризующихся повышенной продукцией белков внеклеточного матрикса, устойчивостью к апоптозу, что ведет к прогрессированию фиброза и сердечной дисфункции. Воздействие на механизмы элиминации миофибробластов является перспективной стратегией лечения фиброза, требующей изучения.
Цель работы: определить способность рапамицина, соединения-активатора аутофагии, воздействовать на стауроспорин-индуцированную гибель сердечных миофибробластов.
Материалы и методы. Моделирование сердечного фиброза in vivo проводили с использованием модели перевязки дуги аорты у мыши. В исследованиях in vitro использовали миофибробласты, полученные путем дифференцировки фибробластов сердца под действием TGFb1. Для изучения механизма элиминации миофибробластов разработали клеточную модель с использованием стауроспорина — алкалоида, который способен инициировать апоптоз в культуре сердечных миофибробластов. Исследование активности апоптоза и аутофагии выполняли с помощью иммунофлуоресцентных методов окрашивания, иммуноблотинга и проточной цитометрии.
Результаты. Показали, что перегрузка сердца давлением вызывает накопление миофибробластов, характеризующихся низким показателем апоптоза (аннексин V+ клеток в ложнооперированных сердцах и после моделирования перегрузки давлением (0,0016 ± 0,0006% и 0,0019 ± 0,0009%; р = 0,32, n = 10), и развитием выраженного интерстициального фиброза в миокарде. Обнаружили, что рапамицин способен усиливать эффект стауроспорина и вызывать повышенную гибель миофибробластов за счет аутофагия-ассоциированных механизмов (контроль 1,68 ± 0,66% (n = 4); стауроспорин 65,8 ± 2,63% (n = 4); рапамицин + стауроспорин 73,73 ± 0,67% (n = 4); контроль vs стауроспорин p < 0,0001; контроль vs рапамицин + стауроспорин p < 0,0001; стауроспорин vs рапамицин+стауроспорин p = 0,0071).
Заключение. Рапамицин усиливал апоптоз миофибробластов, индуцированный воздействием стауроспорина, что может быть связано с регуляцией mTOR сигнализации и повышением активности аутофагии. Молекулярные механизмы этого процесса требуют дополнительных исследований.
Many cardiac diseases are associated with an excessive accumulation of myofibroblasts, characterized by increased production of extracellular matrix proteins and resistance to apoptosis, which leads to progression of fibrosis and cardiac dysfunction. Targeting the mechanisms of myofibroblast elimination is a promising strategy for treating fibrosis that requires further investigation.
The aim of this work was to determine the ability of the autophagy activator rapamycin to affect the staurosporin-induced death of cardiac myofibroblasts.
Materials and methods. In vivo modeling of cardiac fibrosis was performed using a mouse model of aortic arch ligation. In vitro studies used myofibroblasts obtained by differentiation of cardiac fibroblasts in presence of transforming growth factor beta 1 (TGFb1). To study the mechanism of myofibroblasts elimination, a cell model was developed using staurosporine, an alkaloid that can initiate apoptosis in a culture of cardiac myofibroblasts. The activity of apoptosis and autophagy was studied using immunofluorescence staining, immunoblotting, and flow cytometry.
Results. It was shown that pressure-induced cardiac overload causes the accumulation of myofibroblasts characterized by a low rate of apoptosis (annexin V+ cells in sham-operated hearts and after modeling pressure overload (0.0016 ± 0.0006% and 0.0019 ± 0.0009%; p = 0.32, n = 10), leading to marked interstitial fibrosis in the myocardium. It was found that rapamycin is able to enhance the effect of staurosporin and cause increased myofibroblast death due to autophagy-associated mechanisms (control 1.68 ± 0.66% (n = 4); staurosporin 65.8 ± 2.63% (n = 4); rapamycin + staurosporin 73.73 ± 0.67% (n = 4); control vs staurosporin p < 0.0001; control vs rapamycin + staurosporin p < 0.0001; staurosporin vs rapamycin + staurosporin p = 0.0071).
Conclusion. Rapamycin enhanced myofibroblast apoptosis induced by staurosporine, which may be related to regulation of the mTOR signaling and increased autophagy activity. The molecular mechanisms of this process require further research.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.