Инъекция генов помогла создать биологический кардиостимулятор

На сегодняшний день для пациентов всех возрастов с тяжёлыми нарушениями сердечного ритма, такими как редкий пульс, наличие пауз между сокращениями, атриовентрикулярные блокады, синдром слабости синусового узла и некоторых других, электрокардиостимулятор (ЭКС) является единственным выходом.

ЭКС, или искусственный водитель ритма, имплантируется пациенту и поддерживает или навязывает сердцу нормальную частоту сокращений. Это устройство ежедневно защищает своего обладателя от предобморочных состояний, обмороков и остановки сердца. Людям ежегодно устанавливается тысячи и тысячи ЭКС. Важно, что человек после операции может вести полноценную жизнь. Единственное ограничение: пациент не должен испытывать чрезмерных физических и эмоциональных нагрузок.

ЭКС зарекомендовали себя с наилучшей стороны, они постоянно модернизируются, становятся более компактными и незаметными для пациента, кроме этого появляются и альтернативные устройства. Но тем не менее исследователи не оставляют надежды решить проблему такого огромного количества людей биологическим путём с минимальным хирургическим вмешательством.

Команда кардиологов из Института сердца Седарс-Синай, работающая под руководством Эдуардо Марбана (Eduardo Marban), уже более 10 лет концентрируется на решении проблемы при помощи генной терапии.

В здоровом сердце функции ЭКС выполняет естественный водитель ритма, который представляет собой участок сердечной мышцы связанной с центральной нервной системой. У человека основным водителем является синусно-предсердный узел. Когда его функция нарушена, управление берут на себя более слабые узлы и пучки в других частях органа. Они не могут задавать необходимый для нормального функционирования тела ритм, вследствие чего возникают его нарушения, требующие зачастую установки ЭКС.

В одном из последних экспериментов учёные воспроизвели аналогичную патологию у 12 свиней. Для этого высокочастотными радиоволнами они буквально уничтожили клетки естественного водителя сердечного ритма в синусном узле. В результате средний пульс у животных снизился с нормальных 100 ударов в минуту до 50.

После этого при помощи ослабленного вируса исследователи внедрили в клетки сердца животных ген T-box 18. Он является эмбриональным фактором транскрипции, то есть отвечает за ранее развитие организма и, в том числе, за специализацию клеток сердца (преобразование кардиомиоцитов в клетки водителя сердечного ритма). Важно, что процедура была малоинвазивной, то есть не требовала серьёзного хирургического вмешательства, и проводилась через катетер.

Уже через день инфицированные клетки начинали выполнять функции водителя ритма, и частота сердечных сокращений у животных увеличивалась до нормальных значений, о чём исследователи сообщают в статье, опубликованной в журнале Science Translational Medicine. Длительность эксперимента составляла две недели, на протяжении которых у животных сохранялся устойчивый правильный ритм в стоячем и лежачем положении, а также в движении.

Доктор Марбан не исключает, что эффект от генной терапии может оказаться временным. Учёный считает, что иммунная система в конце концов распознает вирус, доставивший ген, и будет атаковать заражённые клетки. В настоящее время животные находятся под наблюдением исследователей для выяснения длительности кардиостимулирующего действия.

Но даже если положительный эффект генной терапии будет ограничен во времени, всё равно она может быть использована. В качестве примера учёные приводят ситуацию, когда в процессе установки кардиостимулятора, в организм пациента попадает инфекция. В этом случае устройство необходимо извлечь и провести медикаментозное лечение, на протяжении которого сердечная деятельность может быть поддержана с помощью биологического стимулирования.