Центр Мешалкина и МФТИ продолжают исследования мирового значения, направленные на создание природного кардиостимулятора?

На этой неделе впервые в мире ученые Центра в эксперименте зафиксировали и показали с помощью высокоплотного 3D-картирования сердца активность искусственно выращенных клеток-водителей ритма, имплантированных в сердце свиньи.

Клетки-водители ритма (биологические песмейкеры) присутствуют в нашем сердце и генерируют электрический импульс, определяя частоту и ритм сердечных сокращений. Идея, вдохновляющая ученых во всем мире, – лечить аритмию, создавая из таких клеток биологический кардиостимулятор, который заменит собой электронное устройство.

В проекте Центра Мешалкина, поддержанном грантом Российского научного фонда и рассчитанном на 4 года, задействованы ученые из разных регионов России: физики, химики, биологи, специалисты по аритмологии и кардиохирургии.

Новизну экспериментов этого года определяют 3 момента.

Первое – сама подготовка клеток. На этот раз их выращивали с помощью российских сред. Кроме того, биоинженеры из лаборатории экспериментальной клеточной медицины МФТИ (Москва) создали протокол, который позволил увеличить процент клеток с песмейкерной активностью.

Второе: исследовательский план включил 3 вида эксперимента – острый, хронический и так называемый эксперимент ex vivo (на сердце вне тела, чтобы доказать активность искусственно выращенных песмейкеров в отсутствие влияния регуляторных систем организма).

И главное: как рассказал руководитель проекта, член-корреспондент РАН Александр Борисович Романов,

«ранее в наших экспериментах мы могли подтвердить работу таких имплантированных клеток только по косвенным признакам. Теперь мы подвели глубокую фундаментальную основу под доказательства нашей гипотезы и впервые смогли с точностью до 1 мм определить участок в сердце, где эти клетки создают активность, и описать особенности распространения электрического импульса.

Такого эксперимента в мире не делал никто.

Полученные данные – важнейший шаг в научной работе по данной тематике, подтверждение успеха выбранного нами пути».

В качестве животных моделей использовались мини-пиги селекции Института цитологии и генетики СО РАН.

Электрическое строение их сердец практически полностью копирует сердце человека.

На предварительном этапе благодаря участию в проекте Лаборатории ядерной и инновационной медицины Физического факультета НГУ удалось получить высококачественное трехмерное изображение срезов сердца исследуемых животных.

Для МСКТ использовали единственный за Уралом томограф, лицензированный для научной работы с животными.

Далее в экспериментальной операционной хирурги с помощью специальных катетеров провели высокоплотное картирование внутренней и внешней поверхности сердца свиньи и совместили полученные данные с данными МСКТ для построения очень точной электроанатомической модели сердца экспериментального животного.

«В результате удалось определить, где конкретно находятся водители ритма сердца в привязке к точной топографической анатомии у каждого животного, чтобы в дальнейшем с высокой точностью позиционировать новый водитель ритма в тех участках сердца, где будет возможно зафиксировать его активность», – объясняет ведущий научный сотрудник Лаборатории экспериментальной хирургии и морфологии Центра Мешалкина Давид Сергеевич Сергеевичев.

Когда на работающее сердце свиньи хирурги поместили пластинку с искусственно выращенными песмейкерными клетками, реакция была эффективной – в сердце возник второй независимый источник ритма, и повторное высокоплотное картирование подтвердило: электрическую активность в определенном участке вызывают именно имплантированные клетки и ничто иное.

Следующая задача ученых – изучение продолжительности этой электрической активности.

Для этого часть животных будет направлено в хронический эксперимент: за ними будут наблюдать от 7 дней до 1 месяца. Каждому животному имплантирован кардиомонитор для фиксации активности песмейкеров, кроме того планируется повторять высокоплотное картирование сердца.

Источник: vk.com

Комментарии: