«Это технологический прорыв, который мы смогли совершить»
Исследователи из Научно-исследовательского института детей Мердока (MCRI) разрабатывают новые методы лечения врождённых пороков сердца, благодаря которым дети, родившиеся с врождёнными пороками, смогут регенерировать повреждённый орган.
В 2011 году профессор Энцо Поррелло, в настоящее время возглавляющий лабораторию регенерации сердца в MCRI, продемонстрировал регенеративные свойства сердец новорождённых мышей в Юго-западном медицинском центре Техасского университета. До этого исследования способность сердец млекопитающих к регенерации была спорной темой.
«Это как бы изменило наше представление о том, что возможно в плане стимулирования человеческого сердца к самовосстановлению после повреждения, например, после сердечного приступа, — сказал Поррелло, сообщает издание Australian. — И я полагаю, что это также подогрело мой собственный интерес к регенеративной медицине в моей последующей карьере».
Узнав о случаях восстановления младенцев после обширных инфарктов, Поррелло начал изучать регенеративные свойства сердец новорождённых детей.
В 2017 году Поррелло и профессор Джеймс Хадсон изготовили живые и бьющиеся ткани сердца из стволовых клеток в лаборатории Квинслендского университета.
«Хотя другие учёные выращивали клетки сердечной мышцы из стволовых клеток, никто не выращивал клетки в виде миниатюрных сложных трёхмерных тканей. Кроме того, они не смогли вырастить такие ткани в формате, пригодном для разработки лекарств», — сказал Поррелло.«И это действительно тот технологический прорыв, который мы смогли совершить».
Современные методы лечения врождённых заболеваний сердца
По данным Австралийского института здравоохранения и социального обеспечения, примерно девять из 1000 рождающихся в мире детей появляются на свет с врождённым пороком сердца.
В Австралии ежегодно рождается 2400 детей с врождёнными пороками сердца, а в Америке, по оценкам Центра по контролю за заболеваниями, почти 1% всех рождённых детей страдает этим заболеванием.
Поррелло сказал, что в настоящее время, если у ребёнка развивается сердечная недостаточность и он не реагирует на стандартные методы лечения, единственным выходом является пересадка сердца. Дети в такой ситуации включаются в лист ожидания трансплантации, и в ожидании доступного сердца они находятся на механической поддержке.
«Пересадка сердца ограничена доступностью донорских органов, а также необходимостью пожизненной иммуносупрессии для таких пациентов», — говорит Поррелло.«И если мы сможем разработать биоинженерные ткани сердца из стволовых клеток, это потенциально может предотвратить или отсрочить необходимость пересадки сердца у этих очень нездоровых людей с конечной стадией сердечной недостаточности».
Поррелло сказал, что конечной целью его исследований является использование способности новорождённого сердца к самовосстановлению и разработка препаратов, пробуждающих дремлющие способности сердца к регенерации, чтобы орган мог восстанавливать себя после повреждения.
«Я бы сказал на основании последних исследований в этой области за последние 10 лет, что мы впервые сделали наше открытие на мышах, мы определённо приближаемся к цели».«Есть своего рода доказательство концепции, что это возможно сейчас, по крайней мере, на мышах, и вопрос в том, сможем ли мы теперь сделать это терапевтической реальностью для людей».
Создание трёхмерных тканей сердца
Первый шаг в создании этих сложных сердечных тканей — присоединение специальных молекул к стволовым клеткам; эти молекулы заставляют клетки превращаться в сердечную мышечную ткань. Затем ткани сердца выращиваются в пластиковой культуральной посуде, состоящей из 96 крошечных лунок.
«Геометрия лунки разработана таким образом, что сердечные ткани формируются спонтанно, когда клетки сердечной мышцы помещаются в лунку», — объяснил Поррелло.
По его словам, внутри каждой лунки находятся крошечные эластичные микростолбики, они функционируют как эластичные консоли, поскольку прикреплены к тарелке только с одного конца и простираются горизонтально. Клетки сердечной мышцы сгущаются вокруг этих консолей, создавая крошечные миниатюрные ткани бьющегося сердца, которые сокращаются вокруг микростолба. Каждый раз, когда ткань сокращается, микростолб внутри неё отклоняется.
Устройство позволяет исследователям измерять силу, которую генерируют ткани, что даёт им возможность наблюдать, как быстро бьются ткани и есть ли какие-либо нарушения в сердцебиении. Эти возможности полезны для тестирования лечения, так как можно увидеть, как лекарственные препараты или генетические манипуляции со стволовыми клетками влияют на сердцебиение тканей, говорит Поррелло.
«Таким образом, это довольно мощная платформа для изучения реакции на лекарства, а также для моделирования генетических форм сердечных заболеваний».«Сейчас мы увеличиваем масштаб этих тканей и выращиваем очень, очень большие биоинженерные сердечные ткани, которые можно имплантировать в сердце».
Разработка новых методов лечения в будущем
В электронном письме в The Epoch Times Поррелло сказал, что в будущем пластыри из биоинженерных тканей сердца могут быть использованы для лечения взрослых людей с сердечной недостаточностью, и уже сейчас испытываются альтернативные подходы.
«Наши биоинженерные сердечные ткани также могут быть использованы для поддержки отказывающего сердца у взрослых с основным заболеванием сердца».«Дальнейшие исследования необходимы для подтверждения безопасности и эффективности наших пластырей из биоинженерных тканей сердца на животных моделях, прежде чем переходить к испытаниям на людях. Эти доклинические исследования безопасности и эффективности уже ведутся».
Он отметил, что хотя за последние годы были достигнуты значительные успехи и лучшее понимание механизмов регенерации сердца, использование этих знаний для разработки безопасного и эффективного лекарства — медленный процесс.
«Обычно на разработку нового лекарства от сердечной недостаточности и его клиническое одобрение уходит 10 лет и около $1 млрд. Мы находимся в начале этого пути».«Нам необходимо лучше понять фундаментальную биологию, лежащую в основе регенерации сердца, прежде чем мы сможем разработать эффективные методы лечения».
Исследования в MCRI
Сейчас Порелло применяет свои открытия в клинических условиях в MCRI, чтобы достичь своей цели — регенерации человеческих сердец.
Исследования в институте имеют два направления. Первое — изучение заболеваний с помощью выращенных в лаборатории моделей сердечной мышцы. Для изготовления моделей используются образцы крови и тканей, собранные у больных детей в Королевской детской больнице в Мельбурне.
Он сказал, что эта ветвь исследования позволяет команде моделировать генетическую основу заболевания любого человека.
«Мы используем эту технологию для моделирования детских сердечных заболеваний, пытаемся понять их причины, а затем используем эти генетические модели сердечных заболеваний для тестирования и разработки терапевтических подходов для лечения этих состояний».
Поррелло сказал, что второе направление исследований, проводимых в MCRI, изучает регенеративный подход к выращиванию очень больших биоинженерных заплаток из сердечной ткани. Исследователи планируют в итоге имплантировать эти заплатки в сердце, чтобы они функционировали как биологическое вспомогательное устройство, поддерживающее работу сердца.
«Если это сработает, то будет преобразующим фактором», — сказал Поррелло.
Стволовые клетки используются в медицине уже более пятидесяти лет, при этом наиболее распространённой процедурой с применением стволовых клеток в настоящее время является пересадка костного мозга, также известная как пересадка гемопоэтических стволовых клеток, используемая для лечения пациентов с раковыми заболеваниями крови, такими как лейкемия, и заболеваниями крови, такими как серповидно-клеточная болезнь и талассемия.
Совсем недавно кожа, выращенная из стволовых клеток, использовалась для лечения обширных ожогов, а стволовые клетки из жира (жировой ткани) применялись в качестве тканевых наполнителей.
➤➤➤ Заходите к нам на сайт epochtimes.ru мы рассказываем о самых важных и актуальных событиях сегодня в России и в других странах мира.
#новости медицины #сердцечеловека #здоровьечеловека