Химерная заплатка для сердца
Биологи из Германии и России создали первое «сердце Франкенштейна»
Биологи из МФТИ и университета Бонна выяснили, что фрагменты сердечной ткани разного происхождения можно соединять друг с другом и заставлять биться в унисон, что позволяет создавать универсальные «заплатки» для сердца, говорится в статье, опубликованной в журнале Biomaterials Science (Agladze et al., Synchronization of excitable cardiac cultures of different origin).
«Сейчас все только подходят к тому, чтобы выращивать заплатки на сердце. Поэтому вопрос стоит такой: нужно ли упираться и создавать тканево-инженерные конструкции, которые можно вставить в сердце, если они не будут с ним объединяться в единую возбудимую ткань? Мы показали, что она может образоваться. Даже если мы имеем разные клетки, на разных этапах развития или даже от разных животных. Хотя, конечно, животные были соседних видов – крыса и мышь, но это как обезьяна и человек», – рассказывает Константин Агладзе, профессор МФТИ, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Сердце человека и животных является уникальным органом, чьи клетки могут одновременно спонтанно вырабатывать электрические импульсы и сокращаться, не требуя для этого постоянного потока «команд» из спинного или головного мозга. Импульсы тока вырабатывают так называемые «клетки-водители», а кардиомиоциты, мышечные клетки, используют их для воспроизведения сокращений и расслабления в нужные моменты времени.
Большинство клеток сердца соединено друг с другом особыми белковыми «проводами», так называемыми щелевыми контактами, которые помогают им синхронизировать свою работу и правильно перекачивать кровь через предсердия и желудочки. Нарушения в работе «клеток-водителей», их смерть или повреждение этих контактов, как правило, ведут к развитию сердечной недостаточности и прочих серьезных проблем со здоровьем.
По этой причине, как рассказывает Агладзе, сердце сегодня пересаживается только целиком – ученые пока не могут, к примеру, заменить омертвевшие участки сердечной мышцы, погибшие в результате инфаркта миокарда, используя культуры стволовых клеток или искусственно выращенные фрагменты сердечной ткани.
Российские ученые и их немецкие коллеги выяснили, что подобные операции в принципе можно проводить, создав своеобразный аналог сердца детища Виктора Франкенштейна из романа Мэри Шелли, используя кусочки сердечной ткани двух разных видов грызунов.
Эти кусочки сердца, как рассказывают исследователи, они выращивали в специальной среде и емкости, способствовавшей сращиванию культур разнородных клеток. Она была похожа по своей форме на своеобразную гантель, в половинках которой выращивались клетки крыс и мышей, а через ее «ручку» они могли контактировать друг с другом на электрическом уровне.
Рисунок из статьи в Biomaterials Science – ВМ.
Засеивая эти половинки клетками новорожденных и взрослых крыс, ученые наблюдали за их ростом и взаимодействием друг с другом, добавив в емкость специальный краситель, светившийся тогда, когда клетки получали или вырабатывали электрический сигнал и передавали его соседним мышечным волокнам.
Как показали эти опыты, отдельные культуры клеток оказались вполне способными связываться между собой даже тогда, когда они в прошлом принадлежали разным животным или даже представителям разных видов грызунов. В последнем случае, по словам исследователей, электрический сигнал распространялся не так быстро, как между кусочками сердечной ткани одного вида животных, но все же он передавался дальше.
Все это указывает на то, что «заплатки» из сердечной ткани действительно можно использовать для борьбы с последствиями ишемии, инфарктов и других перебоев в работе сердца. С другой стороны, как подчеркивают Агладзе и его коллеги, подобные опыты пока нельзя проводить на человеке, так как ученые зафиксировали необычное затухание сигнала на некоторых частотах при переходе из «заплатки» в остальную часть сердечной мышцы и назад, что может повышать риск развития аритмии и угрожать жизни пациента.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
27.06.2017