Ученые исследуют альтернативный способ лечения аритмии сердца

Сердечный ритм одна из главных характеристик работы сердца, но, к сожалению, сегодня существует только один метод лечения сердечных повреждений, как и инфаркта миокарда, — это радиочастотная катетерная абляция, а проще говоря выжигание очага аритмии с помощью электрического тока высокой частоты. Операция инвазивная, но по факту это создание еще одной искусственной зоны, которая не мешает прохождению волны.

Возможность лечения аритмии сердца с помощью имплантации клеток изучают биофизики лаборатории экспериментальной и клеточной медицины подведомственного Минобрнауки России Московского физико-технического института (МФТИ). Полученные результаты можно рассматривать как доказательство того, что процесс приживления к ткани реципиента клеток можно контролировать с помощью «умных» биоматериалов.

Согласованная работа нашего сердца как системы с последовательной чередой сокращений обеспечивается волной возбуждения, которая представляет собой передачу сигнала от клетки к клетке. Волна проходит через все сердце, ритмично сокращая предсердия и желудочки, а любые отклонения от этого ритма представляет угрозу для здоровья и называется аритмией. Нарушение ритма может быть вызвано разными причинами и чаще всего это возраст, стресс, недостаток питания наших клеток. Все это приводит к ишемиям и инфарктам, то есть образованию шрамов и рубцов на сердце, которые могут быть задействованы в проведении волны возбуждения и препятствуют ее движению.

«Осознавая серьезность проблем, которые несет аритмия, мы стремимся найти альтернативный способ лечения с помощью клеточной терапии, избегая радикального хирургического вмешательства», — рассказала Валерия Цвелая, заведующий лабораторией экспериментальной и клеточной медицины МФТИ.

Команда ученых провела эксперименты по введению суспензии клеток для замещения поврежденных тканей сердца, но это оказалось неэффективно — клетки не приживались и что самое главное не образовывали синсити, то есть не встраивались в сердечную ткань, а значит не проводили возбуждение вместе с родной тканью. Тогда исследователи решили использовать различные полимеры и создавать «заплатки» на сердце. Это более продуктивный способ, но, к сожалению, инвазивный, то есть в любом случае требует хирургического вмешательства.

«Поэтому мы пошли дальше и решили создать микроноситель, который можно вводить в организм неинвазивно. Взяли отдельное волокно определенного состава и «посадили» на него стволовую клетку. Важно, что клетка также была на определенном этапе своего развития и превращения в кардиомиоцит. Направив такой микроноситель на сделанный на выращенной ткани рубец, мы стали ждать: приживется или не приживется. Выяснилось, что приживается», — прокомментировала исследование Валерия Цвелая.

Команда лаборатории экспериментальной и клеточной медицины МФТИ показала, что при применении инъекций с микроносителями определенных клеток выживание клеточной культуры гораздо выше. В данном случае использовались индуцированные плюрипотентные стволовые клетки на определенном этапе дифференциации. Этот способ позволяет избежать дополнительных рисков и обеспечивает значительное преимущество с точки зрения иммунного отторжения.

Это исследование было сделано как первый этап работы по проверке эффективности микроносителей in vitro. Команда лаборатории уже делает следующие эксперименты in vivo на целых органах и животных.

Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030», которая является одной из мер государственной поддержки университетов нацпроекта «Наука и университеты». Работа опубликована в международном научном журнале.