Американские ученые предложили новый подход, который может сделать клеточную терапию сердца более безопасной. Исследователи из Гарвардского университета доказали, что специальный самособирающийся пептид помогает клеткам сердечной мышцы, выращенным из стволовых клеток пациента, лучше «встраиваться» в ткань сердца и синхронизироваться с его ритмом. Работа опубликована в журнале Science.
Клетки сердечной мышцы, полученные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека, считаются перспективным инструментом для восстановления сердца после инфаркта и при сердечной недостаточности. Однако до сих пор одной из главных проблем оставался высокий риск нарушений ритма: пересаженные клетки часто начинали сокращаться несинхронно с собственными клетками сердца, что могло приводить к опасным аритмиям.
Команда под руководством доцента Гарвардской школы инженерии и прикладных наук Цзя Лю и профессора Гарвардского департамента стволовых и регенеративных клеток Ричарда Ли разработала уникальную платформу, позволяющую в реальном времени наблюдать за поведением пересаженных клеток прямо в работающем сердце. Для этого ученые использовали так называемые «киборг-органоиды» — трехмерные клеточные структуры со встроенной гибкой наноэлектроникой, способной регистрировать электрическую активность отдельных клеток.
Благодаря этой технологии исследователи впервые смогли отделить сигналы трансплантированных клеток от мощной электрической активности самого сердца и точно увидеть, какие из них «выпадают» из общего ритма. Это позволило протестировать различные способы улучшения приживаемости и зрелости клеток после пересадки.
Наиболее эффективным оказался пептид RADA16 — вещество, которое уже применяется в медицине как кровоостанавливающее средство. Пептид образует тонкую волокнистую структуру, напоминающую естественную среду сердечной ткани. Когда RADA16 добавляли к клеткам перед трансплантацией, они формировали более организованную структуру и гораздо лучше электрически связывались с тканью сердца.
Длительное наблюдение показало, что клетки, пересаженные с использованием этого пептидного «каркаса», сокращались значительно более синхронно с сердцем хозяина и почти не демонстрировали признаков аритмической активности. В отличие от этого, клетки без такого каркаса часто образовывали участки с собственным, несогласованным ритмом.
По словам авторов работы, сочетание гибкой биоэлектроники и органоидов открывает новые возможности для оценки безопасности и эффективности регенеративной медицины. Ученые подчеркнули, что риск аритмий остается одним из главных препятствий на пути к клиническому применению клеточной терапии сердца, и новый подход может помочь подобрать наиболее безопасные стратегии лечения.