федеральное государственное бюджетное учреждение
НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР ИМЕНИ АКАДЕМИКА Е.Н. МЕШАЛКИНА
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Идея, вдохновляющая ученых во всем мире, - создать из песмейкерных клеток (клеток-водителей ритма) биологический кардиостимулятор, который заменит собой электронное устройство.
В проекте Центра Мешалкина, поддержанном грантом Российского научного фонда и рассчитанном на 4 года,задействованы ученые из разных регионов России: физики, химики, биологи, специалисты по аритмологии и кардиохирургии.
Новизну экспериментов этого года определяют 3 момента.
Первое - сама подготовка клеток. На этот раз их выращивали с помощью российских сред. Кроме того, биоинженеры из лаборатории экспериментальной клеточной медицины МФТИ (Москва) создали протокол, который позволил увеличить процент клеток с песмейкерной активностью.
Второе: исследовательский план включил 3 вида эксперимента - острый, хронический и так называемый эксперимент exvivo (на сердце вне тела, чтобы доказать активность искусственно выращенных песмейкеров в отсутствие влияния регуляторных систем организма).
И главное: как рассказал руководитель проекта, член-корреспондент РАН Александр Борисович Романов, «ранее в наших экспериментах мы могли подтвердить работу таких имплантированных клеток только по косвенным признакам. Теперь мы подвели глубокую фундаментальную основу под доказательства нашей гипотезы и впервые смогли с точностью до 1 мм определить участок в сердце, где эти клетки создают активность, и описать особенности распространения электрического импульса.
Такого эксперимента в мире не делал никто. Полученные данные - важнейший шаг в научной работе по данной тематике, подтверждение успеха выбранного нами пути».
В качестве животных моделей использовались мини-пиги селекции Института цитологии и генетики СО РАН. Электрическое строение их сердец практически полностью копирует сердце человека.
На предварительном этапе благодаря участию в проекте Лаборатории ядерной и инновационной медицины Физического факультета НГУ удалось получить высококачественное трехмерное изображение срезов сердца исследуемых животных. (Для МСКТ-исследования использовали единственный за Уралом томограф, лицензированный для научной работы с животными).
Далее в экспериментальной операционной хирурги с помощью специальных катетеров провели высокоплотное картирование внутренней и внешней поверхности сердца свиньи и совместили полученные данные с данными МСКТ для построения очень точной электроанатомической модели сердца экспериментального животного.
«В результате удалось определить, где конкретно находятся водители ритма сердца в привязке к точной топографической анатомии у каждого животного, чтобы в дальнейшем с высокой точностью позиционировать новый водитель ритма в тех участках сердца, где будет возможно зафиксировать его активность», - объясняет ведущий научный сотрудник Лаборатории экспериментальной хирургии и морфологии Центра Мешалкина Давид Сергеевич Сергеевичев.
Когда на работающее сердце свиньи хирурги поместили пластинку с искусственно выращенными песмейкерными клетками, реакция была эффективной - в сердце возник второй независимый источник ритма, и повторное высокоплотное картирование подтвердило, что электрическую активность в определенном участке вызывают именно имплантированные клетки и ничто иное.
Следующая задача ученых - изучение продолжительности этой электрической активности. Для этого часть животных будет направлено в хронический эксперимент: за ними будут наблюдать от 7 дней до 1 месяца. Каждому животному имплантирован кардиомонитор для фиксации активности песмейкеров, кроме того планируется повторять высокоплотное картирование сердца.
