Экспериментальный состав, позволяющий восстанавливать электрическую проводимость пострадавшей сердечной ткани после инфаркта, представили исследователи из Московского физико-технического института. Изобретение призвано снизить смертность пациентов и ускорить их реабилитацию. Подробнее о технологии корреспонденту «Научной России» рассказала автор работы, младший научный сотрудник лаборатории экспериментальной и клеточной медицины Института биофизики будущего МФТИ Елена Александровна Турчанинова.

Сердечно-сосудистые заболевания входят в число основных причин смертности и самых распространенных медицинских проблем не только в России, но и во всем мире, — напомнила Е.А. Турчанинова. — Поэтому ученые разных стран бьются над вопросами улучшения сердечно-сосудистой функции после различных повреждений. Например, при инфаркте миокарда погибают кардиомиоциты — нормальные клетки сократительной ткани сердца, способные проводить волны электрического возбуждения. В дальнейшем их количество не восполняется, и спустя некоторое время на их месте образуется фиброзная соединительная ткань, напоминающая шрам или рубец. Она не проводит волны возбуждения, что создает преграду для их распространения. Можно провести параллель с рекой, которую перекрыли дамбой: на пути у потока воды возникло серьезное препятствие. Сейчас подобные состояния не лечатся и очень сильно ухудшают жизнь пациента.

Ученые из Института биофизики будущего МФТИ создали состав, превращающий клетки соединительной ткани — фибробласты — в подобие кардиомиоцитов. В результате внутри рубцовой ткани восстанавливается электрическая проводимость.

«Мы решили, что лучше всего повлиять на клетку химическим путем, то есть создать в области рубца такие условия, в которых клетки сами начнут меняться. Этот метод позволяет репрограммировать меньше клеток, но достаточно для того, чтобы улучшить качество жизни пациента, — отметила Е.А. Турчанинова. — В результате преобразования небольшого количества клеток в несократительной области создаются новые проводящие пути.Мы стремились минимизировать количество компонентов в нашем составе, чтобы в будущем он был максимально доступен для клинического использования».Электрическое возбуждение начинает успешно распространяться по всей ткани при появлении в рубце всего 20-30% проводящих клеток.«Многие ученые пытаются добиться стопроцентной эффективности трансдифференцировки, но это практически невозможно. Поэтому мы решили, что проще отказаться от этой идеи. Чтобы сформировать новые проводящие пути в области рубца, достаточно репрограммировать около 30% клеток. При этом качество жизни пациента значительно улучшится, — заметила Е.А. Турчанинова. — Стоит добавить, что если наша терапия окажется недостаточно эффективной на этапе тестирования на животных или позднее, мы планируем совместить ее с терапией клетками самого пациента, выращенными в лабораторных условиях».

Минимум компонентов даст возможность загружать состав в «умные» биоразлагаемые каркасы, которые можно будет имплантировать в рубец для целевого высвобождения препарата. Это позволит предотвратить действие состава на весь организм.«Во время исследования, результаты которого уже опубликованы, мы в первую очередь проверяли новый состав на токсичность и риск возникновения воспалительных реакций, поэтому вводили его внутривенно. Конечно, это неправильно с точки зрения терапии. Сейчас мы активно работаем над созданием „умной“ системы доставки для нашего состава, — поделилась Е.А. Турчанинова. — Планируется, что в первую очередь это будут таргетные наночастицы, которые мы тестируем в настоящее время. Кроме того, вероятно, мы сможем применять биоразлагаемые полимерные носители, которые будут постепенно высвобождать нужные вещества в требуемых концентрациях в определенное время. Это достаточно длительный процесс: на данном этапе он занимает около месяца, но мы работаем над сокращением срока до более реальных показателей — условно, до двух недель. Подобная длительность уже выглядит более реально. В будущем мы планируем доставлять наночастицы или биоразлагаемые каркасы напрямую в зону повреждения, чтобы создавать условия для трансдифференцировки клеток только в пораженной области».