Учёные исследовательского центра имени Мешалкина, института
цитологии и генетики СО РАН и Московского физико-технического института работают
над биологический кардиостимулятором (состоящим из клеток пациента) для
восстановления ритма сердца, сообщило издание «Наука Сибири».
Нарушение ритмов сердца угрожает жизни человека. Чтобы его
восстановить, в грудную клетку вставляют искусственную батарейку — кардиостимулятор,
и прибор начинает регулярно подавать электрический импульс и навязывать сердцу
ритм 60 — 90 ударов в минуту. Таким образом, проблема решается, но пациент на
всю жизнь остается зависимым от батарейки и электродов. Металлический предмет
постоянно находится в грудной клетке, он может инфицироваться, вызывать
пролежни и даже вылезти наружу. Кроме того, у этого прибора не очень длительный
срок службы. Через каждые четыре-пять лет приходится разрезать мягкие ткани
груди и менять батарейку. Электроды тоже изнашиваются — то перетираются, то
ломаются. Их приходится вырезать, заменять, также они могут заносить в сердце
инфекцию. Альтернатив у таких пациентов пока нет.
«В мире давно витает
идея о создании биологического кардиостимулятора. Мы поставили перед собой
задачу: продвинуться на шаг вперед и разработать систему, которая позволяла бы
сделать альтернативу искусственным электрическим кардиостимуляторам. Идея —
внедрить в сердце его же биологические клетки, которые будут генерировать
электрические импульсы», — отметил начальник отдела разработки, координации и
внедрения научной деятельности НМИЦ имени Мешалкина Артём Стрельников.
Такие клетки называются пейсмекерными. В норме они
присутствуют в сердце и отвечают за генерацию ритма сердечных сокращений, но
из-за различных патологий поражаются и перестают выполнять свои функции. Идея
сибирских учёных в том, чтобы сделать аналог этих клеток либо разработать технологию
получения их в пробирке.
«Мы занимаемся клеточной частью, получаем пейсмекерные
клетки из индуцированных плюрипотентных стволовых, а также из просто стволовых
клеток. В результате наших манипуляций в основном выделяются сократительные
кардиомиоциты — грубо говоря, те клетки, из которых состоят мышцы миокарда, они
не все пейсмекеры. Сейчас перед нами стоит задача: из общей популяции
кардиомиоцитов получать именно водителей ритма, увеличить их долю в протоколе»,
— рассказала научный сотрудник лаборатории эпигенетики ИЦиГ СО РАН Софья Павлова.
Однако создать пейсмекерные клетки — мало. Дело в том, что
если их просто поместить в организм, они не приживутся — так как не образуют
друг с другом связи, не взаимодействуют с соседними клетками, у них нет опор.
Преодолеть этот барьер помогают сотрудники лаборатории возбудимых систем
Московского физико-технического института.
В клинике Мешалкина
есть технологии, позволяющие имплантировать пейсмекерные клетки с подложками
без разреза грудной клетки. Через прокол в бедре к сердцу проводится длинная
трубочка электрода, на кончике которого находится иголка. С помощью этого приспособления
врач вкалывает клетки в целевые зоны, как шприцем. Все действия, производящиеся
внутри организма, контролируется через цифровую 3D-систему навигации. Для
начала учёные собираются провести эксперимент на животных.
Если он окажется успешным, он откроется путь к доклиническим
и клиническим испытаниям, к которым исследователи рассчитывают перейти в
ближайшие пять лет.
