Сердечно-сосудистые заболевания являются одной из основных причин смерти в США: каждые 36 секунд погибает один человек.
Инфаркты - распространенное проявление сердечных заболеваний - возникают при нарушении кровоснабжения сердца, что приводит к необратимому повреждению тканей. Существующие методы лечения, такие как установка стентов и прием лекарственных препаратов, позволяют вновь открыть закупоренные сосуды, однако они не восстанавливают поврежденную ткань сердца, в результате чего пациенты подвергаются риску дальнейших осложнений.
Однако группа биоинженеров и ученых-клиницистов из Медицинского университета Южной Каролины (MUSC) и Университета Клемсона (CU), возможно, нашла революционное решение. Результаты доклинических исследований, опубликованные в августовском номере журнала Science Advances, свидетельствуют о том, что нанопроволочные органоиды сердца способны восстанавливать поврежденную сердечную ткань, давая новую надежду на кардиологическую помощь.
Предыдущие попытки клеточной терапии сердца были направлены на использование отдельных стволовых клеток для восполнения погибших клеток сердца и их восстановления. Однако такой подход сталкивался с трудностями, когда речь шла о враждебной среде внутри сердца после инфаркта. Хаотичный ландшафт воспаленной ткани и непрекращающаяся перекачка крови затрудняют выживание отдельных стволовых клеток и их эффективное восстановление.
Инг Мей, доктор философии, биоинженер, возглавляющий исследовательскую группу, объяснил, в чем заключались ограничения предыдущих подходов. "Сердце часто выдавливает стволовые клетки в кровеносные сосуды, что приводит к потенциальным побочным эффектам и неэффективности", - говорит Мей."Кроме того, отдельные клетки сталкиваются с неблагоприятной средой в сердце, особенно после инфаркта, что снижает их выживаемость и эффективность".
Для преодоления этих трудностей Мей и его сотрудники разработали новую стратегию с использованием нанопроволочных органоидов сердца. Эти органоиды представляют собой кластеры структурных клеток, которые обеспечивают более прочную клеточную структуру для клеток сердца, полученных из стволовых клеток. Создавая небольшие микроткани, похожие на сердце, органоиды лучше приспособлены для противостояния внезапным изменениям в окружающей сердце среде.
"Превращая эти клетки в небольшие микроткани, похожие на сердце, мы можем создать более устойчивую и прочную структуру, способную противостоять внезапным изменениям окружающей среды", - пояснил Мэй.
Чтобы оценить эффективность нанопроволочных кардиоорганоидов в лечении поврежденных сердец, Мей сотрудничал с экспертами по клеточной терапии и сердечным заболеваниям из MUSC. Группа провела доклинические исследования на модели поврежденного сердца и получила многообещающие результаты.
Райан Баррс, докторант, участвовавший в исследовании, подчеркнул потенциальное влияние такого подхода. "Повреждения, остающиеся после инфарктов, обычно считаются необратимыми и могут потребовать пересадки сердца, что является дефицитом", - сказал Баррс.
В данном случае мы разработали электропроводящие "мини-сердца", которые можно вводить в поврежденную сердечную мышцу для восстановления ее насосной функции".
Хотя эти исследования пока находятся на доклинической стадии, они дают надежду на будущее кардиологической помощи. Органоиды сердца с нанопроводами могут стать революционным решением для восстановления поврежденной сердечной ткани, уменьшения потребности в трансплантации сердца и улучшения результатов лечения пациентов.
