Аритмологи Центра Мешалкин вживили особые клетки в сердце свиньи

Подобная операция – первая в мире. Учёные искусственно вырастили клетки, генерирующие ритм сердечных сокращений, и провели их имплантацию.

В Центре имени Мешалкина совместно с биоинженерами из лаборатории экспериментальной и клеточной медицины МФТИ (Москва) продолжают многолетний амбициозный научный проект по изучению пейсмекерных клеток. Это особые клетки-водители ритма, которые присутствуют в сердце и обладают способностью не только сокращаться, но и передавать управляющие сигналы, генерируя ритм сердечных сокращений, пояснили в пресс-службе НМИЦ им. академика Е.Н. Мешалкина. Когда из-за различных патологий эти клетки перестают выполнять свои функции, на сегодняшний день используют электрокардиостимулятор на батарейках – искусственный водитель ритма. Учёные ищут способ заменить искусственные кардиостимуляторы на естественные, выращенные из клеток пациента и возращенные в его сердце.

Технологию получения пейсмекерных клеток из клеток крови сначала разрабатывал Институт цитологии и генетики СО РАН, затем к команде подключилась лаборатория МФТИ, которая занимается физикой биовозбудимых систем. За последние годы научились выращивать такие клетки на подложке в лабораторных условиях. Природный механизм работает: благодаря присутствию таких клеток сокращается маленький кусочек мышечной ткани, это видно. Но есть много вопросов: как эти клетки доставить в рабочий миокард, как заставить их прижиться и встроиться в систему, которая отвечает за проведение электрического сигнала в сердце, как долго они смогут работать.

Инъекция пейсмекерных клеток в сердце приводила к травме и воспалению. Тогда ученые решили имплантировать, не повреждая сердце: выкладывать клетки на его поверхность на специальной биодеградирующей подложке, которая может быстро и надежно «приклеиваться» к миокарду в нужной зоне. По этой технологии 27 сентября в экспериментальной операционной Центра Мешалкина свинье имплантировали заранее выращенные в Москве пейсмекерные клетки.

– Эксперимент на животных очень важен, поскольку при трансляции теоретических исследований в реальные условия могут возникать самые разные проблемы, – говорит руководитель проекта доктор медицинских наук Александр Романов. – Только доказав, что полученные в пробирке клетки способны генерировать импульс, независимо от основного ритма бьющегося сердца, мы убедимся, что наш план работает.

Животному разрезали грудную клетку, выделили участок сердечной мышцы, подвели к нему контролирующие электроды и поместили на поверхность сердца пластинку пейсмекерных клеток размером 1×1 сантиметр. Эти клетки светочувствительны, поэтому генетической модификацией был добавлен специальный белок, чтобы при попадании на них света определенного спектра возникало дополнительное возбуждение.

Эксперимент прошел успешно: приборы электрофизиологического контроля зафиксировали независимые сокращения в нужном участке сердца. Как долго эта активность сохранится, покажут ближайшие месяцы. Свинья будет под наблюдением, специальный прибор непрерывно фиксирует нюансы ее сердечного ритма.

В дальнейшем, при успешном завершении проекта, его результаты можно будет использовать в клинической практике. Точечное воздействие «клеточных патчей» на участки миокарда, выдающие патологический ритм, менее травматично, чем хирургическое вмешательство в очаги аритмии.

Фото предоставлено пресс-службой НМИЦ им. ак. Мешалкина