Гель для заживления сердца

Несмотря на усилия докторов, во всем мире продолжает расти уровень заболеваемости сердечно-сосудистыми патологиями, которые зачастую приводят к развитию сердечного приступа (инфаркта миокарда). По оценке специалистов Всемирной организации здравоохранения, количество ежегодных случаев смерти от болезней сердца за последние двадцать лет увеличилось на 7 миллионов: если на заре 21 века этот показатель составлял 2 миллиона, то в 2019 году он вырос до 9 миллионов и составил 16% от общего числа летальных исходов за год.

Современная медицина обладает широким арсеналом средств для предотвращения смертельного исхода при развитии сердечного приступа. Но даже при благоприятном стечении обстоятельств, приступ наносит сердцу серьезный урон: поврежденные участки тканей не подлежат восстановлению, они замещаются рубцовой тканью, которая, в отличие от сердечной мышцы (миокарда) не обладает свойством проводимости и сократимости.

Сердце после перенесенного инфаркта миокарда зачастую работает не в полную мощь, бьется неритмично, неэффективно перекачивает кровь. Такое состояние называется сердечной недостаточностью. Оно приводит к тому, что многие органы и ткани постоянно испытывают нехватку питательных веществ и кислорода, отравляются продуктами обмена. Единственный эффективный способ устранить сердечную недостаточность после перенесенного инфаркта миокарда - восстановить сердечную мышцу. Но до сих пор доктора не знают, как это сделать.

Похоже, оптимальное решение проблемы нашли сотрудники Массачусетского университета (США). Они изобрели гель, в котором можно выращивать клетки сердечной мышцы, и затем имплантировать их в поврежденные области сердца. Подобные гели уже применяются для выращивания клеток и последующего восстановления кровеносных сосудов и хрящей. Но опыт с сердечной тканью можно считать уникальным в своем роде.

Основу геля составляют небольшие белковые цепочки – пептиды, обладающие высокой пластичностью. В частности, при высоком уровне напряжения извне они преобразуются в жидкость, а после того, как напряжение спадает – затвердевают. Это свойство позволяет вводить восстанавливающий материал инъекционным способом, будучи уверенным в том, что после доставки к цели он станет достаточно плотным, прочным, и сможет удержаться на месте.

Гель используют как основу для выращивания (культивирования) клеток сердечной мышцы. С его помощью создают среду, в которой клетки не только увеличиваются в размерах, но и у спешно размножаются, а спустя три недели уже начинают биться в унисон. При этом сама субстанция не обладает токсичными или раздражающими свойствами: соответствующие исследования на животных моделях (мышах) показали, что после введения геля здоровье и самочувствие грызунов оставались удовлетворительными.

В экспериментах гель использовали как основу для фиксации клеток миокарда (миоцитов). Чтобы убедиться в том, что он обеспечит качественное прикрепление и не отторгнется со временем, ученые ввели в гелевую структуру флуоресцентный краситель. С его помощью установили, что спустя две недели после введения гель оставался хорошо прикрепленным к стенкам сердца. Этого периода достаточно для того, чтобы обеспечить качественное заживление и восстановление поврежденных участков.

Уже в ближайшем будущем разработчики приступят к следующей серии экспериментов, которые должны будут показать, насколько эффективно восстанавливается сердечная мышца животных после введения геля, и как при этом изменяются функциональные возможности сердца. По мнению ученых потенциал их разработки просто огромен: с ее помощью можно будет возвращать в прежнее состояние сердечную мышцу, пострадавшую от инфаркта миокарда, и предупреждать образование рубцов.