Ученые лаборатории экспериментальной медицины МФТИ разработали состав, восстанавливающий электрическую проводимость пораженной сердечной ткани после инфаркта. Это поможет предотвратить появление аритмии, снизить смертность пациентов и ускорить их реабилитацию, – сообщили «Газете.Ru» в МФТИ.
Инфаркт миокарда — это острое состояние, при котором участок сердечной мышцы гибнет из-за прекращения кровоснабжения. Вместо здоровых кардиомиоцитов он оставляет плотную рубцовую ткань. Она состоит из клеток-фибробластов, которые не могут сокращаться и проводить электрические сигналы. Это нарушает слаженную работу сердца и ведет к появлению смертельно опасной аритмии.
Пересадка стволовых клеток в участок поврежденной ткани может решить эту проблему, но сопряжен с риском отторжения и образованием опухолей. Ученые МФТИ разработали состав из четырех сигнальных молекул – CHIR99021, BMP4, Activin A и IWP2, который заставляет клетки рубцовой ткани преобразовываться в функциональные кардиомиоцитоподобные клетки, минуя опасную стадию стволовых. Внутри поврежденной зоны они создают «мостики», обеспечивающие электрическую проводимость.
«Мы сознательно отказались от идеи полного репрограммирования всех клеток рубца. Если доля проводящих клеток в непроводящей среде достигает примерно 20–30%, волны возбуждения начинают распространяться через всю ткань. Поэтому нам достаточно репрограммировать лишь этот процент клеток, чтобы получить новые проводящие пути», – рассказал младший научный сотрудник лаборатории экспериментальной медицины МФТИ Елена Турчанинова.
Эффективность состава протестировали на трех типах клеток, включая человеческие фибробласты предсердий, полученные во время операций на сердце. Оказалось, что от 56% до 83% репрограммированных клеток производят альфа-актинин – структурный белок, специфичный для сердечной мышцы. Это говорит об их способности генерировать потенциалы действия – такие же, как у здоровых кардиомиоцитов. В пилотных экспериментах на крысах с моделью инфаркта введение состава не вызвало токсических эффектов, а площадь зоны сердечной ткани, способной проводить электрический сигнал, увеличилась с 71% до 84%.
«Важное преимущество нашего состава – это минимальное количество активных компонентов. Так его намного легче изучить на предмет безопасности, у него предсказуемая фармакокинетика, его гораздо проще производить для будущего клинического применения. Более того, малое число компонентов открывает возможность для загрузки такого коктейля в «умные» биоразлагаемые каркасы, которые можно будет имплантировать непосредственно в поврежденную область сердца для постепенного высвобождения веществ, избегая воздействия на весь организм»,— заметила Валерия Цвелая, заведующая лабораторией экспериментальной медицины МФТИ.
Следующий этап работы – переход от системного внутривенного введения, которое использовалось для тестирования безопасности, к локальной доставке с помощью имплантируемых каркасов.
Ранее ученые выяснили, что сокращения сердца подавляют рост раковых клеток из-за механической нагрузки.
