Биоразлагаемый имплантат, которым ученые заместили минипигу разрушенный ими же ранее блуждающий нерв, стал каналом для новых нервных клеток. Сердце смогло заново принять сигналы мозга. Восстановление иннервации уберегло сердечную мышцу от опасного рубцевания и вернуло способность эффективно перекачивать кровь. Новая технология может значительно улучшить восстановление людей после операций на сердце.
Сердце и мозг постоянно обмениваются информацией. Главную роль в этом диалоге играет правый блуждающий нерв. Он действует как магистраль управления: регулирует ритм, контролирует воспаление и защищает клетки миокарда от перегрузок. Пока эта связь работает, орган эффективно адаптируется к стрессу и остается функциональным.
Ситуация меняется, когда пациенту требуется сложная операция на грудной клетке, например пересадка сердца или удаление опухоли. Чтобы получить доступ к органу, хирурги часто вынуждены пересекать нервные волокна. Сердце оказывается в изоляции: продолжает биться, но теряет внешнее управление. Такое состояние называют вегетативным дисбалансом. Без команд от нервной системы ткани начинают испытывать окислительный стресс — главный фактор старения.
Потеря контроля запускает цепную реакцию. На месте погибших рабочих клеток сердца разрастается жесткая соединительная ткань. Развивается фиброз, орган теряет эластичность и быстрее изнашивается. Со временем это приводит к сердечной недостаточности, даже если сама операция прошла технически идеально. Долгое время врачи умели чинить анатомию сердца, но не могли восстановить его «проводку».
В новом исследовании, вышедшем в журнале Science Translational Medicine, ученые объединили знания экспериментальной медицины и биоинженерии, чтобы создать методику для регенерации пересеченных нервов. Для проверки технологии авторы выбрали карликовых домашних свиней, минипигов, так как их сердечно-сосудистая система во многом повторяет человеческую.
Животным провели процедуру, имитирующую травму при трансплантации: перерезали правый блуждающий нерв. Затем, чтобы соединить разорванные концы, хирурги установили трубку из биоразлагаемого материала — смеси хитозана и поликапролактона. Она стала каркасом, который направил рост новых нервных волокон в нужную сторону.
Устройство сработало как туннель для регенерации. Сквозь проводник проросло примерно 20% нервных пучков. Этого хватило, чтобы восстановить передачу сигналов. Парасимпатические волокна вновь пронизали сердечную мышцу, вернув ей способность реагировать на команды мозга. Сам имплант со временем растворился, выполнив свою функцию.
Возобновление связи дало мощный терапевтический эффект. У свиней с восстановленным нервом уровень окислительного стресса в клетках снизился до нормы. Сердечная мышца осталась эластичной и живой, без признаков интерстициального фиброза, который поразил органы животных из контрольной группы.
Функциональные тесты подтвердили успех на механическом уровне. Сердца минипигов с имплантом сохранили правильную геометрию сокращений. Врачи не обнаружили диссинхронии — состояния, когда разные участки желудочков двигаются несогласованно. Насосная функция органа не пострадала, что доказало: правый блуждающий нерв действительно работает как хранитель молодости сердца.
Разработка меняет подход к кардиоторакальной хирургии. Теперь врачи получили инструмент, чтобы не просто лечить последствия, а предотвращать их. Восстановление нервных связей прямо во время операции защитит сердце от быстрого дряхления, снизит риск осложнений и продлит жизнь пациентам.