Мини-модель гипертрофии миокарда
Шотландские исследователи из университета Абертей, работающие под руководством профессора Николая Желева (Nikolai Zhelev), вырастили из стволовых клеток миниатюрные копии человеческих сердец, диаметр которых не превышает 1 мм. Эти крошечные модели человеческого органа самостоятельно сокращаются с частотой 30 раз в минуту. Целью их создания является разработка методов лечения гипертрофии миокарда.
Миниатюрная сокращающаяся копия человеческого сердца
Гипертрофия миокарда может носить наследственный характер, может сопровождать такие заболевания, как диабет, а может развиваться из-за чрезмерных физических нагрузок. Во всех случаях происходит утолщение и уплотнение мышечной стенки сердца, что ведет к снижению его сократительной способности и, соответственно, ухудшению снабжения организма кислородом и питательными веществами. У некоторых пациентов с гипертрофией миокарда возникают серьезные нарушения сердечного ритма, являющиеся одной из основных причин внезапной смерти людей молодого возраста. При этом существующие методы лечения позволяют лишь ослабить симптомы заболевания.
Профессор Желев и его коллеги считают, что разработанная ими модель способна помочь в решении этой проблемы. Они уже провели большую серию экспериментов, в рамках которых они метили различные соединения специфичными молекулами и с помощью биосенсоров наблюдали за их перемещениями внутри миниатюрных сердец. Некоторые из протестированных соединений оказывали неблагоприятные эффекты, такие как увеличение частоты сокращений или, наоборот, остановку сердца.
Исследователи также выявили ряд молекул, запускающих процесс гипертрофии миокарда, и проанализировали эффективность препаратов, потенциально обладающих способностью блокировать соответствующие механизмы. Большая часть из этих экспериментальных препаратов не проходила клинических исследований. Однако один из них, разработанный авторами в рамках более раннего исследования, уже продемонстрировал весьма многообещающие результаты в клиническом исследовании фазы 2 с участием онкологических пациентов.
Гипертрофированный кардиомиоцит
По словам Желева, рак редко поражает клетки сердечной мышцы, однако ученые заметили, что в гипертрофированном миокарде определенные молекулы ведут себя так же, как в злокачественных клетках. Это навело их на мысль протестировать новый препарат на миниатюрной модели гипертрофированного сердца. Полученные результаты оправдали все ожидания.
Гипертрофированный кардиомицит, на котором зеленым помечены
молекулы-мишени экспериментального препарата.
Авторы отмечают, что до внедрения нового препарата в клиническую практику еще необходимо проделать огромное количество работы. Однако они надеются, что в будущем им удастся разработать эффективный метод борьбы с гипертрофией миокарда.
Четыре кардиомиоцита на конечной стадии гипертрофии.
Для выведения своего исследования на новый уровень профессор Желев начал сотрудничать с профессором Джимом Бауном (Jim Bown) – системным биологом, использующим компьютерные модели для визуализации поведения клеток. Целью их совместной работы является создание интерактивных анимированных компьютерных моделей, которые позволят визуализировать эффекты воздействия различных дозировок и комбинаций препаратов на рост и развитие злокачественных и гипертрофированных клеток без проведения лабораторных экспериментов.
Результаты работы были представлены на 5-м всемирном конгрессе по биотехнологии, проходившем 25-27 июня в Валенсии, Испания.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Abertay University:
Scientists grow tiny beating human hearts to give them heart disease and find a cure.
01.07.2014