Живые клетки-водители вместо кардиостимулятора? В РФ впервые проведут эксперимент с внедрением клеток-водителей ритма сердца.
Аритмии – это нарушение сердечной проводимости, а также частоты и регулярности сокращений сердца, приводящее к нарушению нормальной работы сердца. Под аритмиями понимают любые изменения в работе сердца, которые нарушают правильное сокращение по скорости и по синхронности работы его отделов.
Особые клетки-водители ритма (пейсмекерные клетки) присутствуют в сердце и обладают способностью не только сокращаться, но и передавать управляющие сигналы, генерируя ритм сердечных сокращений. Когда из-за различных патологий эти клетки перестают выполнять свои функции, врачи имплантируют пациентам искусственный водитель ритма — электрокардиостимулятор на батарейках. Идея ученых состоит в том, чтобы найти способ заменить искусственные кардиостимуляторы на естественные, выращенные из клеток самого пациента и возращенные в его сердце.
Осенью 2024 года в Новосибирске впервые в мире провели операцию по внедрению таких клеток животному, сообщил ведущий сердечно-сосудистый хирург-аритмолог НМИЦ им. Мешалкина, доктор медицинских наук Александр Романов:
- Эксперимент на животных очень важен, поскольку при трансляции теоретических исследований в реальные условия могут возникать самые разные проблемы, - пояснил руководитель проекта. - Только доказав, что полученные в пробирке клетки способны генерировать импульс, независимо от основного ритма бьющегося сердца, мы убедимся, что наш план работает, - пояснил учёный.
В новом эксперименте животным будет имплантирован кардиостимулятор, чтобы оценивать взаимодействие аппарата и клеток-водителей ритма. Ученые выполнят трехмерное картирование сердца — малоинвазивный метод исследования проводящей системы органа, который помогает локализовать источник аритмии.
На старте проекта технологию получения пейсмекерных клеток из клеток крови разрабатывал Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН), затем к команде подключилась лаборатория МФТИ, занимающаяся физикой биовозбудимых систем. Результатом взаимодействия команд учёных стала технология выращивания в лабораторных условиях клеток-водителей ритма на подложке.
В предыдущих экспериментах инъекция пейсмекерных клеток в сердце животного приводила к травме и воспалению, однако теперь учёные-медики нашли способ имплантировать клетки, не повреждая сердце. Для этого клетки выкладывают на поверхность органа на специальной биодеградирующей подложке, которая способна быстро и надежно «приклеиваться» к миокарду в нужной зоне.
В ходе первой операции заранее выращенные пейсмекерные клетки были имплантированы на сокращающийся миокард сердца свиньи. Целью ученых было убедиться, что клетки действительно могут выступать как водитель ритма сердца, и данный эксперимент можно охарактеризовать как успешный.
Испытание данной технологии находится на доклиническом этапе, который займет несколько лет. В перспективе ученые рассчитывают на применение результатов проекта в клинической практике - путём изготовления «клеточных патчей», которые смогут точечно воздействовать на участки миокарда, выдающие патологический ритм. Если будет доказана эффективность данной технологии лечения нарушений сердечного ритма, она может стать значительно менее травматичной альтернативой хирургическому методу с применением кардиостимуляторов, который широко используется на сегодняшний день.