Наномагниты против инфаркта
Можно ли заменить миоциты, погибшие в результате инфаркта миокарда, на здоровые клетки? Группа исследователей из Боннского университета (Германия) испытала инновационный метод на мышиных моделях: эмбриональные кардиомиоциты, которые должны восстановить функцию поврежденной сердечной мышцы, перед пересадкой нагружали намагниченными наночастицами. На созданных таким образом моделях отмечалось значительное улучшение функции сердца.
При инфаркте миокарда происходит нарушение питания сердечной мышцы, что приводит к гибели мышечных клеток и снижению сократительной способности сердца. Работа над восстановлением функции сердца путем пересадки мышечных клеток ведется уже давно. Проблемой было задержать их в ткани сердца – давление, создаваемое при сокращении сердца, выталкивало их через инъекционный канал сразу после введения, поэтому репаративный эффект был ограничен.
Мышам, перенесшим инфаркт миокарда, вводили в поврежденные участки сердца эмбриональные кардиомиоциты, как уже дифференцированные, так и полученные в лаборатории из культуры ЭСК, предварительно поместив на них намагниченные наночастицы. Для отслеживания местонахождения пересаженных клеток, исследователи пометили их зеленым флюоресцентным белком.
Сразу после ведения клеток в 5 миллиметрах от сердца помещали магнит, а затем оценивали степень приживления клеток через 2 и 8 недель после лечения. Магнит, расположенный рядом с местом инъекции, удерживал на месте около 60% стволовых клеток. Для сравнения, среднее количество клеток, сохраняющихся в месте введения без магнитного поля, составило 25%.
В сердце мыши в зону инфаркта через канюлю вводятся стволовые мышечные клетки с намагниченными наночастицами. Источник: Annika Ottersbach/Uni Bonn.
Для удержания пересаженных клеток было достаточно 10 минут воздействия магнитом, и они оставались на месте даже через несколько недель после введения, постепенно внедряясь в окружающую ткань.
Удивительно, что после инфаркта миокарда, когда клетки испытывают кислородное голодание, стволовые клетки с намагниченными наночастицами выживали и начинали делиться интенсивнее, чем пересаженные клетки без наночастиц. Как предполагают авторы, под действием магнитного поля клетки располагались плотнее, что обеспечивало более активный рост, чем при пересадке стволовых клеток без наночастиц. Более того, активность генов, отвечающих за выживание клеток, например, клеточное дыхание, была выше, чем в клетках без наночастиц.
В сравнении с группой мышей, получивших стволовые клетки без воздействия магнита, количество прижившихся клеток, трансплантированных с наночастицами, через две недели превысило в семь раз, через два месяца – в четыре раза. Учитывая короткую продолжительность жизни мышей, такие результаты действительно впечатляют.
Функции сердечной мышцы мышей после трансплантации клеток с магнитными наночастицами значительно улучшились.
Ученые не сомневаются, что данный метод в перспективе можно будет использовать для лечения людей, хотя они признают, что до внедрения в клиническую практику необходимо пройти еще очень долгий путь и провести не одно исследование.
Статья Annika Ottersbach et al. Improved heart repair upon myocardial infarction: Combination of magnetic nanoparticles and tailored magnets strongly increases engraftment of myocytes опубликована в журнале Biomaterials.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам University of Bonn: Fighting myocardial infarction with nanoparticle tandems.