Ученые из Сибири разрабатывают биологический кардиостимулятор

14.03.2018

-

Исследователи из Национального медицинского исследовательского центра им. Е. Н. Мешалкина, Института цитологии и генетики СО РАН и Московского физико-технического института создают биологический кардиостимулятор для восстановления ритма сердца.

«Для того чтобы восстановить сердечный ритм, сегодня пациенту имплантируют кардиостимулятор , но у этого прибора не очень длительный срок службы. Через каждые четыре-пять лет приходится разрезать мягкие ткани груди и менять батарейку. Электроды тоже изнашиваются — то перетираются, то ломаются. Их приходится вырезать, заменять, также они могут заносить в сердце инфекцию. Альтернатив у таких пациентов пока нет», – цитирует начальника отдела разработки, координации и внедрения научной деятельности НМИЦ им. Е.Н. Мешалкина Артёма Стрельникова пресс-служба СО РАН.

Ученые рассчитывают, что удастся заменить искусственный прибор биологическим аналогом: внедрить в сердце пациента его же биологические клетки, называемые пейсмекерными, которые будут генерировать электрические импульсы.

«Концепция нашего проекта заключается в том, чтобы сделать аналог этих клеток либо разработать технологию получения их в пробирке и затем имплантировать обратно в тело пациента», — цитирует завлабораторией экспериментальной хирургии и морфологии НМИЦ им. Е.Н. Мешалкина кандидата биологических наук Давида Сергеевичева пресс-служба СО РАН.

Пейсмекеры получают по технологии плюрипотентных клеток, разрабатываемой в лаборатории эпигенетики развития Института цитологии и генетики СО РАН под руководством доктора биологических наук Сурена Закияна.

«Мы занимаемся клеточной частью, получаем пейсмекерные клетки из индуцированных плюрипотентных стволовых, а также из просто стволовых клеток. Сейчас перед нами стоит задача: из общей популяции кардиомиоцитов получать именно водителей ритма, увеличить их долю в протоколе», –поясняет научный сотрудник лаборатории эпигенетики ИЦиГ СО РАН кандидат биологических наук Софья Павлова.

Однако если пейсмекерные клетки просто поместить в организм, они не приживутся, так как не образуют друг с другом связи, не взаимодействуют с соседними клетками. Преодолеть этот барьер помогают сотрудники лаборатории возбудимых систем Московского физико-технического института под руководством профессора Константина Агладзе.

«Мы проверяем электрофизиологические характеристики полученных клеток и подбираем к ним подложки, которые бы максимально подходили для внедрения в биообъект и соответствовали реальному внеклеточному матриксу. Они могут быть как биодеградируемыми, так и представлять собой матрикс, способный приживаться в организме», – комментирует инженер лаборатории Валерия Александровна Цвелая.

В НМИЦ им. Е.Н. Мешалкина есть технологии, позволяющие имплантировать пейсмекерные клетки с подложками без разреза грудной клетки.

«Мы отрабатываем хирургические методы трансплантации пейсмекерных клеток, нарабатываем сами клетки (смотрим, насколько длительно они будут генерировать сигнал, насколько они контролируемы) и разрабатываем способы, как эти клетки лучше вырастить, чтобы они подходили для наших хирургических манипуляций», – поясняет начальника отдела разработки, координации и внедрения научной деятельности НМИЦ им. Е.Н. Мешалкина Артём Стрельников.

Следующий этап: первичная имплантация пейсмекерных клеток лабораторным свиньям. Необходимо посмотреть, насколько длительно они будут функционировать в крупном организме и насколько эта технология применима к медицине.

По словам Давида Сергеевичева: «Буквально в ближайшие несколько недель мы планируем сделать эту имплантацию и посмотреть, что у нас получается, какие еще вопросы необходимо решить».

Если эксперимент окажется успешным, начнутся доклинические испытания. Клинические испытания, при благоприятных условиях, ученые рассчитывают начать в ближайшие пять лет.

https://academ.info/news/40466

©РАН 2018