При сердечном приступе сгустки обычно приводят к стойким нарушениям кровообращения в частях сердечной мышцы, что затем приводит к гибели клеток сердечной мышцы. Некоторое время предпринимались попытки оживить поврежденную ткань сердца замещающими клетками. «Однако большинство клеток выталкиваются из канала пункции во время инъекции из-за перекачивающего действия бьющегося сердца», — объясняет профессор доктор Вильгельм Ролл из отделения кардиохирургии университетской клиники Бонна. Следовательно, в сердечной мышце остается только несколько запасных клеток, а это означает, что восстановление ограничено.
С помощью междисциплинарной команды профессор Ролл протестировал инновационный подход к тому, как гарантировать, что введенные замещающие клетки остаются в желаемом месте и приживаются в ткани сердца. Эксперименты проводились на мышах, ранее перенесших сердечный приступ.
Чтобы иметь возможность лучше отслеживать замену сердечной мышцы, использовали клетки, экспрессирующие EGFP, полученные из сердец эмбрионов мыши или стволовых клеток мыши. Эти флуоресцентные мышечные клетки были загружены крошечными магнитными наночастицами и введены через тонкую канюлю в поврежденную сердечную ткань мышей.
В магнитном поле замещающие клетки, заполненные наночастицами, остаются на месте.У некоторых грызунов, которых лечили таким образом, магнит, расположенный на расстоянии нескольких миллиметров от поверхности сердца, гарантировал, что большая часть заполненных наночастицами замещающих клеток оставалась в желаемом месте. «Без магнита около четверти добавленных клеток оставалось в сердечной ткани, с магнитом около 60 процентов из них остались на месте», — сообщает д-р Анника Оттерсбах, которая была аспирантом в команде профессора Ролла во время исследования. проект. Десяти минут под воздействием магнитного поля было уже достаточно, чтобы удержать значительную часть мышечных клеток, нагруженных наночастицами, на целевом участке.
Даже через несколько дней после процедуры введенные клетки оставались на месте и постепенно прикреплялись к существующей ткани.«Это удивительно, особенно с учетом того, что инфарктная ткань относительно недостаточно снабжается из-за плохой перфузии», — говорит профессор Ролл.
Под действием магнита замещающие мышечные клетки не умирали так часто, лучше приживались и больше размножались. Исследователи исследовали причины улучшенного роста: было обнаружено, что эти имплантированные клетки сердечной мышцы были упакованы более плотно и могли лучше выжить благодаря более интенсивному межклеточному взаимодействию. Более того, активность генов многих функций выживания, таких как клеточное дыхание, была выше, чем без магнита в этих замещающих клетках.Исследователи также продемонстрировали, что сердечная функция значительно улучшилась у мышей, которым вводили мышечные клетки с наночастицами в сочетании с магнитом. «Через две недели выжило в семь раз больше замещающих мышечных клеток, а через два месяца — в четыре раза больше по сравнению с традиционной технологией имплантации», — сообщает профессор Ролл.
Учитывая продолжительность жизни мышей максимум два года, это удивительно стойкий эффект.В исследовательской группе 917 «Таргетинг на основе наночастиц для генной и клеточной терапии», финансируемой Deutsche Forschungsgemeinschaft (Немецкий исследовательский фонд), вместе работали самые разные дисциплины, от медицины, физики и инженерии до биологии. «Этот междисциплинарный подход способствовал необычайно широкому спектру и глубине исследований», — говорит профессор Ролл.
Ученые уверены, что эта технология потенциально может быть передана и человеку. Профессор Ролл: «Однако предстоит еще долгий путь, и необходимы дальнейшие интенсивные исследования, прежде чем этот метод можно будет использовать в клинических условиях».