Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • medtech
  • ММИФ-2018
  • Vitacoin

«Валентинки» из пробирки

Чашка Петри с больным сердцем
Надежда Маркина, Infox.ru

Чтобы понять механизм сердечного недуга, специалисты превратили клетки кожи в клетки сердечной мышцы, изучили нарушения в их работе и… вылечили болезнь.

Технология перепрограммирования клеток помогла сотрудникам медицинского факультета Стэнфордского университета (Stanford University School of Medicine) смоделировать модель болезни сердца и разобраться в ее механизмах на клеточном уровне. Болезнь распознается по нарушению конфигурации зубцов на электрокардиограмме (ЭКГ). Интервал между зубцом Q и зубцом T при этом увеличивается – нарушение так и называют синдромом длинного QT-интервала. Изменение картины электрической активности сердца свидетельствует об изменении проводимости сердечной мышцы – миокарда. Такая патология может привести к опасным последствиям – желудочковой аритмии и внезапной остановке сердца.

Одна из форм генетически вызванного удлинения QT-интервала носит название синдрома Тимоти. Специалистам известно около 10 мутаций, вызывающих эту болезнь (они встречаются у одного из 7 тысяч человек). Но знать генетические дефекты – не то же самое, что понимать, как именно они работают. Исследовать синдром Тимоти, например, на мышах, проблематично: слишком по-разному бьются человеческое и мышиное сердца: у мыши частота сокращений миокарда достигает 500 в минуту. А исследовать «в пробирке» человеческие клетки сердечной мышцы – кардиомиоциты сложно из-за способа их получения. Биопсия сердца – сложная и небезопасная процедура.

Сердце из кожи

Доцент нейробиологии Рикардо Долмеч (Ricardo Dolmetsch) и его коллеги нашли выход в том, чтобы сделать кардиомиоциты из клеток кожи человека – фибробластов. Тем более, что методика такого превращения известна. Исследователи взяли фибробласты из кожи двух пациентов, страдающих синдромом Тимоти, а также (для контроля) из кожи пяти здоровых добровольцев. Сначала они перепрограммировали фибробласты в плюрипотентные клетки (обладающие способностью к дифференцировке по множественным путям, как эмбриональные стволовые клетки). Затем полученные клетки при помощи биохимических реакций ученые превратили в кардиомиоциты, которые несли те же самые мутации, что и фибробласты сердечных больных. Причем, в чашке Петри появились разные типы кардиомиоцитов – предсердия, желудочка и синусового узла (в последнем расположены клетки – водители ритма, которые дирижируют работой всего органа). Разные типы клеток сгруппировались между собой, создав миниатюрную модель, похожую на однокамерное сердце.
Узнать причину и подобрать лекарства

На такой модели исследователи увидели различия между клетками здоровых и больных. «Модельные сердца» сокращались. Причем, здоровые – с нормальной сердечной скоростью, 60 в минуту, а мутантные – вдвое реже, около 30 в минуту (видеоролики можно посмотреть в заметке "Valentine's Day in a dish: heart cells made from skin cells help study, treat disease" на новостном блоге Стэнфордского университета – ВМ). Кроме того, сокращения мутантных кардиомиоцитов отличались нерегулярностью. Потенциал действия – изменение электрического потенциала на клеточной мембране, лежащее в основе проведения импульса, у мутантных клеток оказался втрое медленнее, чем у контрольных. С использованием конфокального микроскопа и специального индикатора на ионы кальция биологи измерили кальциевую проводимость и нашли, что у мутантных кардиомиоцитов поток ионов кальция через мембрану изменен.

Получилась клеточная модель синдрома длинного QT-интервала, которую можно было использовать для поиска лекарств, которые бы восстанавливали нормальные показатели электрической активности. Ученые проверили на ней один лекарственный препарат и убедились, что он работает. «Мы показали, что технологию «болезни в чашке Петри» можно использовать для проверки лекарственной терапии сердечного заболевания», – сказал Рикардо Долмеч.

О своей модели ученые написали в последнем выпуске Nature (статью, опубликованную 9 февраля 2011 в on-line выпуске Nature, нам найти не удалось, но на сайте Стэнфорда можно прочитать пресс-релиз "Skin cells help to develop possible heart defect treatment in first-of-its-kind study" – ВМ).

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
10.02.2011

назад

Читать также:

Клетки кожи заменили пациентов при клинических исследованиях

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки можно использовать для изучения наследственных заболеваний и разработки средств их лечения.

читать

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки для генотерапии наследственных болезней

Бельмонте и его коллеги восстановили генетический дефект в фибробластах пациентов и превратили их в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. С учетом того, что трансплантация костного мозга – проверенная технология, да и выбора у больных анемией Фанкони особенно нет, внедрения метода ждать придется меньше, чем генотерапии других болезней.

читать

Репрограммирование клеток: очередные успехи

Способы создания индуцированных плюрипотентных стволовых клеток становятся всё более безопасными. Что еще интереснее, процесс репрограммирования клеток можно провести напрямую, минуя «эмбриональную» стадию.

читать

Наука-2010: горячая десятка

Науки о жизни побеждают физику с разгромным счетом 8:2.

читать

Человеческий кишечник из стволовых клеток

Выращенная из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток трехмерная ткань выполняет все функции нормального человеческого кишечника, включая формирование кишечных стволовых клеток.

читать

Как получить потомство от двух особей одного пола?

Объединив генетический материал двух самцов мышей, ученые получили здоровое потомство, не несущее ни единого гена, полученного от самки. Она стала суррогатной матерью в полном смысле этого слова.

читать