Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Био/​мол/​текст
  • Vitacoin

Заплатка для сердца выросла в сальнике

Пётр Смирнов, Infox.ru

Сердечно-сосудистые заболевания надежно сохраняют за собой первое место среди непосредственных причин смерти. Безусловным лидером можно считать инфаркт миокарда, приводящий к разрушению мышечной ткани и заполнению дефекта нефункциональным рубцом. Смадар Коэн из университета имени Бен-Гуриона в Негеве предложил залатать дыру «полуживой» заплаткой.

Остов из водорослей заселили мышечными клетками, после чего еще неделю держали имплантат в сальнике крысы, проращивая в нем сосуды.

Рубец обгоняет мышцу

Атеросклеротическая бляшка, оторвавшийся тромб или капельки жира могут стоить жизни – в отличие от того же мозга «бассейны» питающих сердце артерий почти не перекрываются. Так что любая преграда на пути кровотока неизбежно оставит без кислорода и топлива целый регион. К сожалению, мышечные клетки не способны пережить даже небольшое голодание – через несколько часов без кислорода начинается необратимое, а, главное, лавинообразное разрушение сердечной ткани.

Погибающие клетки разваливаются, оставляя вместо себя набор ферментов, ядов и прочего не способствующего заживлению мусора. Ситуация усугубляется и приходящими на помощь «чистильщиками» — клетками иммунной системы. Сотнями тысяч мигрируя в очаг повреждения, они нарушают работу оставшихся в живых мышечных клеток.

На этом сердечные страдания не заканчиваются – когда воспаление останавливается, начинается гонка между рубцом и мышцей. Хотя в последнее время и получены неопровержимые доказательства, что кардиомиоциты все-таки делятся в течение жизни, темп их обновления абсолютно не сопоставим с той же соединительной тканью, из которой сделаны связки, сухожилия и плотная составляющая кожи. К примеру, в здоровом сердце к 50 годам меняется лишь 45% мышечных клеток, в то время как сосуды и оболочки полностью обновляются за четыре года.

При повреждении, будь то инфаркт или сквозное ранение, эта разница в скорости значительно обостряется и вместо мышцы дефект замещается соединительной тканью – точно таким же рубцом, как и в печени при циррозе, когда от алкоголя, вирусов или лекарств гибнут гепатоциты.

Оставшимся в живых клеткам приходится прилагать немало усилий, чтобы жизненно важный орган продолжал выполнять свою функцию в неизменном ритме. Но иногда и этого может оказаться недостаточно – рубец существенно уступает мышечной ткани по своим биомеханическим свойствам, не говоря уже о полной неспособности к сокращению или проведению нервного импульса. Результат – постепенное выпячивание стенки желудочка, нередко заканчивающееся разрывом.

Стволовые клетки в борьбе с инфарктом

Лечить такое состояние можно по-разному. И без стволовых клеток вкупе с тканевой инженерией здесь, естественно, тоже не обошлось. Одна из первых идей заключалась в усилении роста сосудов, которое должно было бы привести к улучшению питания. Она основывалась на том, что регулярные инъекции клеток — предшественников сосудистого эндотелия способствовали улучшению объективных показателей у не одной сотни добровольцев. Впрочем, среднестатистическое улучшение составило всего 1%, так что внедрять эту довольно дорогую методику в клиническую практику не стали.

Зато как только ученые научились получать из эмбриональных стволовых клеток кардиомиоциты, инженерная мысль пошла дальше – в область дефекта стали вводить клетки, полученные из эмбрионов. Но здесь, несмотря на более значимый положительный эффект, на пути встали этические ограничения.

Так что в большинстве тяжелых случаев приходится пользоваться старым, но от этого не менее эффективным способом – хирургически укреплять дефект обычными швами или сеточкой. Пускай искусственный материал никогда не начнет стучать в такт, зато он не даст стенке прогнуться и тем более разорваться.

Сосуды для сердца вырастили в сальнике

Коэн и соавторы публикации в Proceedings of the National Academy of Sciences пошли по проверенному пути, не забыв и про обе упомянутые выше технологии. Трехмерный имплантат, сделанный из пористого альгината, они сначала заселили клетками — предшественниками мышечной ткани. После чего перед ними стала основная в тканевой инженерии проблема: как вырастить внутри этой конструкции сосуды?

Если в чашке Петри питательная среда омывает живой имплантат со всех сторон, то в организме таких идеальных условий не будет и после пересадки «жителям» центральной части образца грозит неминуемое вымирание. Эту проблему ученые неоднократно пытались решить, заселяя конструкцию не только мышечными, но и эндотелиальными клетками. И сосуды действительно вырастали, но со слепыми окончаниями, да и после трансплантации они сразу же давали «течь».

Решив, что современные технологии пока не в состоянии решить эту проблему, Коэн предложил воспользоваться ресурсами самого организма – перед пересадкой в сердце заплатку на неделю зашили в сальник, располагающийся в брюшной полости.

За это время искусственный кубик мышцы не заплыл жиром, зато обогатился столь необходимыми для жизни сосудами.

Прижившаяся заплатка

После пересадки в сердце заплатка еще больше порадовала ученых. Во-первых, стенка в течение всего срока наблюдения сохраняла необходимую толщину. Во-вторых, кардиомиоциты успешно интегрировались в сообщество – они начали как проводить электрические импульсы, так и сокращаться. А это необходимое условие, обеспечивающее принцип «ва-банк», по которому и работает миокард. В отличие от скелетной мускулатуры сердце нервов не имеет, так что мышечным клеткам самим приходится распространять возбуждение и они либо сокращаются все вместе, либо совсем не сокращаются.

Функциональные способности желудочка так и не достигли доинфарктной отметки, хотя и приблизились к ней вплотную. При пересадке заплатки из сальника сердце недотянуло всего 5%, заплатки с сосудами, выращенными в пробирке – 13%, в то время как стягивание краев дефекта швами приводило к отставанию на 30%.

Что касается клинического внедрения, то его ждать в ближайшем будущем, как это часто бывает с клеточными технологиями, не стоит. И дело вовсе не в стоимости (Коэн не смог обойтись без фетальных тканей), а в том, что заплатку ученые заселяли мышечными клетками, выделенными из эмбрионов крыс. Зато идея «подращивать» сосуды в сальнике наверняка приживется в тканевой инженерии. Лучше биореактора для запчастей пока не найти.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
31.08.2009

Читать статьи по темам:

инфаркт клетки-предшественники тканевая инженерия Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки против инфаркта

Исследование проводилось на мышах. Это была первая попытка использовать индуцированные плюрипотентные клетки (iPS) для лечения сердца.

читать

Стволовые клетки для «самолечения» сердца

Полученный с помощью биопсии образец ткани сердца выращивают около месяца, чтобы количество стволовых клеток достигло 10-25 миллионов. После этого полученные стволовые клетки снова доставляются к сердцу через катетер.

читать

Стволовые клетки против инфаркта: очередной успех

По мнению авторов, положительное воздействие стволовых клеток при лечении последствий инфаркта миокарда можно объяснить тем, что они способствуют регенерации клеток сердечной мышцы, а также стимулируют процесс образования новых кровеносных сосудов.

читать

Лечите пародонтоз? Проверьте сердце!

Повышенный риск пародонтоза и ишемической болезни сердца обусловлен определенным участком антисмысловой цепи ДНК на девятой хромосоме.

читать

Лечим инфаркт заранее: пренатальная клеточная терапия

Собственных стволовых клеток взрослого организма не хватает для восстановления миокарда после инфаркта. Клеточная терапия успешно применяется для предотвращения и устранения повреждений сердечной мышцы после инфаркта, но до сих пор не применялась как профилактическое средство, причем не просто до инфаркта, но даже и до рождения потенциального пациента.

читать