Новости города БезФормата.Ru
Новосибирск
Главные новости
 
Задать вопрос?

Новосибирские и московские ученые разрабатывают биологический кардиостимулятор

Новосибирские и московские ученые разрабатывают биологический кардиостимулятор - РИА Сибирь
Фото: ria-sibir.ru


Свой

клеточный
мотор


Исследователи из Национального медицинского исследовательского центра имени Е. Н. Мешалкина, Института цитологии и генетики СО РАН и Московского физико-технического института разрабатывают биологический кардиостимулятор для восстановления ритма сердца.

Биологический кардиостимулятор будет состоять из клеток самого организма пациента и сможет заменить искусственный прибор.

"Наше сердце четырехкамерное, и внутри него есть две небольшие "батарейки" - синусовый и предсердно-желудочковый узлы. Импульс возникает в первом, возбуждает второй и распространяется на другие отделы сердца. В норме биологическая вариация сердечного ритма составляет от 60 до 90 ударов в минуту. Однако у некоторых людей эти "батарейки" изнашиваются. У кого-то с возрастом, у кого-то - из-за аутоиммунных реакций, у кого-то прошел инфекционный процесс и поразил структуры сердца. Причин много, но следствие одно - синусовый и предсердно-желудочковый узлы поражаются, ввиду чего сердце начинает биться очень медленно, со скоростью до 20-30 ударов в минуту, что напрямую угрожает жизни", - рассказывает начальник отдела разработки, координации и внедрения научной деятельности центра имени Е. Н. Мешалкина Артём Стрельников.

Для того, чтобы восстановить сердечный ритм, сегодня пациенту имплантируют кардиостимулятор - специальную искусственную батарейку, которая вставляется в грудную клетку. В вену, предсердие и желудочек вкручиваются электроды, и прибор начинает регулярно подавать электрический импульс и навязывать сердцу ритм 60-90 ударов в минуту.

Таким образом проблема решается, но пациент на всю жизнь остается зависимым от батарейки и электродов. Металлический предмет постоянно находится в грудной клетке, он может инфицироваться, вызывать пролежни и даже вылезти наружу. Кроме того, у этого прибора не очень длительный срок службы. Через каждые четыре-пять лет приходится разрезать мягкие ткани груди и менять батарейку. Электроды тоже изнашиваются — то перетираются, то ломаются. Их приходится вырезать, заменять, также они могут заносить в сердце инфекцию. Альтернатив у таких пациентов пока нет.

"В мире давно витает идея о создании биологического кардиостимулятора. Мы поставили перед собой задачу: продвинуться на шаг вперед и разработать систему, которая позволяла бы сделать альтернативу искусственным электрическим кардиостимуляторам. Идея — внедрить в сердце его же биологические клетки, которые будут генерировать электрические импульсы", - говорит Артём Стрельников.

Такие клетки называются пейсмекерными. В норме они присутствуют в сердце и отвечают за генерацию ритма сердечных сокращений, но из-за различных патологий поражаются и перестают выполнять свои функции.

"Концепция нашего проекта заключается в том, чтобы сделать аналог этих клеток либо разработать технологию получения их в пробирке и затем имплантировать обратно в тело пациента", - рассказывает заведующий лабораторией экспериментальной хирургии и морфологии центра имени Е. Н. Мешалкина кандидат биологических наук Давид Сергеевичев.

Для получения пейсмекеров используется технология плюрипотентных клеток, которая разрабатывается в лаборатории эпигенетики развития Института цитологии и генетики СО РАН под руководством доктора биологических наук Сурена Закияна.

"Мы занимаемся клеточной частью, получаем пейсмекерные клетки из индуцированных плюрипотентных стволовых, а также из просто стволовых клеток. В результате наших манипуляций в основном выделяются сократительные кардиомиоциты - грубо говоря, те клетки, из которых состоят мышцы миокарда, они не все пейсмекеры. Сейчас перед нами стоит задача: из общей популяции кардиомиоцитов получать именно водителей ритма, увеличить их долю в протоколе", - рассказывает научный сотрудник лаборатории эпигенетики Института цитологии и генетики СО РАН, кандидат биологических наук Софья Павлова. 

Однако создать пейсмекерные клетки - мало. Дело в том, что если их просто поместить в организм, они не приживутся — так как не образуют друг с другом связи, не взаимодействуют с соседними клетками, у них нет опор. Преодолеть этот барьер помогают сотрудники лаборатории возбудимых систем Московского физико-технического института под руководством профессора Константина Агладзе.

"Мы проверяем электрофизиологические характеристики полученных клеток и подбираем к ним подложки, которые бы максимально подходили для внедрения в биообъект и соответствовали реальному внеклеточному матриксу. Они могут быть как биодеградируемыми, так и представлять собой матрикс, способный приживаться в организме. Сейчас мы находимся на стадии выбора", - комментирует инженер лаборатории Валерия Цвелая. 

В центре имени Е. Н. Мешалкина есть технологии, позволяющие имплантировать пейсмекерные клетки с подложками без разреза грудной клетки. Через прокол в бедре к сердцу проводится длинная трубочка электрода, на кончике которого находится иголка. С помощью этого приспособления врач вкалывает клетки в целевые зоны, как шприцем. Все действия, производящиеся внутри организма, контролируется через цифровую 3D-систему навигации. Кроме того, есть способы прицельно контролировать, насколько эффективно работают нововведенные клетки.

"Сейчас трансплантация осуществляется на уровне органов: пересаживают печень, сердце, а заменять более тонкие, клеточные структуры еще не научились. У трансплантации сердца есть свои проблемы: крайне низкая выживаемость, большой процент отторжения, пересаженный орган в конечном итоге всё равно поражается. Здесь же можно "чинить" собственное сердце пациента. Мы только-только подходим к технологиям, которые позволят нам это делать, - говорит Артём Стрельников. - У нас параллельно ведется работа трех групп, единая рабочая команда регулярно контактирует друг с другом. Этапы идут одновременно: in vitro, на крупных позвоночных животных и на мелких позвоночных. Мы отрабатываем хирургические методы трансплантации пейсмекерных клеток, нарабатываем сами клетки (смотрим, насколько длительно они будут генерировать сигнал, насколько они контролируемы) и разрабатываем способы, как эти клетки лучше вырастить, чтобы они подходили для наших хирургических манипуляций".

На сегодняшний день основные методы хирургической трансплантации уже созданы, первичные клетки с электрической активностью получены, подложки сформированы - доказано, что нужные клетки там растут, взаимодействуют друг с другом и генерируют электрические импульсы. Следующий этап: первичная имплантация пейсмекерных клеток лабораторным свиньям. Необходимо посмотреть, насколько длительно они будут функционировать в крупном организме и насколько эта технология применима к медицине.

"Экспериментальный опыт на животных очень важен, поскольку при трансляции теоретических исследований в реальные условия могут возникнуть большие проблемы, - рассказывает Давид Сергеевичев. - Сейчас у нас задача состоит в том, чтобы посмотреть, как наши биопейсмекеры, которые работают in vitro, будут себя вести при интеграции в проводящую систему сердца. Оно постоянно сокращается, и нужно разработать такую технологию имплантации, чтобы мы могли максимально точно попасть в нужную зону, не нарушив нормальную физиологию сердечного ритма. И это на самом деле очень сложно. В нашей экспериментальной операционной мы поставили оборудование, подобное тому, что есть в настоящих операционных. Буквально в ближайшие несколько недель мы планируем сделать эту имплантацию и посмотреть, что у нас получается, какие еще вопросы необходимо решить".

"Мы подводим эту технологию к тому, чтобы сделать ее максимально пригодной для дальнейшего практического применения, реализуем так называемую трансляционную цепочку. Основная проблема в нынешних фундаментальных исследованиях заключается в том, что многие из них непригодны для дальнейшего практического применения. Например, можно разработать какие-то клетки, которые будут обладать хорошей электрической активностью, но будут чужеродными организму либо начнут приводить к онкологическим новообразованиям. Сегодня мы уже на стадии фундаментального исследования формируем базу для прикладного, которое имело бы потенциал для внедрения в клиническую практику", - говорит Артём Стрельников.

Если эксперимент окажется успешным, он откроет путь к доклиническим и клиническим испытаниям. К последним ученые рассчитывают перейти в ближайшие пять лет, хотя и не обещают, что уложатся в эти сроки. Работа выполняется при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда.

Диана Хомякова.

 
Издание "Наука в Сибири" .



Новости Город ЖКХ Преступность Образование Медицина Новости партнеров Общество Происшествия Сельское хозяйство Спорт Экономика и бизнес Технологии Трансляции Сообщить новость
24.03.2018 NSKTV.Ru
Глава Следственного комитета РФ Александр Бастрыкин на лекции для студентов юридического факультета Санкт-Петербургского государственного университета 21 апреля 2018 года заявил,
22.04.2018 Sib.Fm
«Лекторий в Конторе»: первому хомяку приготовиться - ИЦАЭКандидат биологических наук Иван Поликарпов выступил 20 апреля в барбершопе «Kontora» с открытой лекцией «Экологическая физиология в приборах и схемах» в рамках совместного проекта ИЦАЭ Новосибирска и барбершопа «Лектори
22.04.2018 ИЦАЭ
Ученики экономического лицея попробовали свои силы в ГТО - Управление физкультуры и спорта г.Новосибирска20 апреля на базе МБОУ «Экономический лицей» состоялся фестиваль Всероссийского физкультурно-спортивного комплекса «Готов к труду и обороне».
21.04.2018 Управление физкультуры и спорта г.Новосибирска
Бердский электромеханический колледж отметил 55-летие - ТВК-плюсБердскому электромеханическом колледжу исполнилось 55 лет. За свою историю из этого учебного заведения выпустилось более 15 тысяч специалистов.
21.04.2018 ТВК-плюс
18-20 апреля на факультете технологии и предпринимательства (ФТП) НГПУ прошла Всероссийская научно-практическая конференция «Подготовка педагогических кадров технологического профиля в условиях реиндустриализации региона».
21.04.2018 НГПУ
  Технологические стартапы сети наноцентров фонда инфраструктурных и образовательных программ в марте 2018 года сделали первый в мире протез для сокола с минимальными затратами времени и ресурсов с использованием совр
21.04.2018 РИА Сибирь
Ученые Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН совместно с коллегами из Института систематики и экологии животных СО РАН уже много лет изучают геномы и генетику вируса клещевого энцефалита.
21.04.2018 РИА Сибирь
«Лекторий в Конторе»: первому хомяку приготовиться - ИЦАЭКандидат биологических наук Иван Поликарпов выступил 20 апреля в барбершопе «Kontora» с открытой лекцией «Экологическая физиология в приборах и схемах» в рамках совместного проекта ИЦАЭ Новосибирска и барбершопа «Лектори
22.04.2018 ИЦАЭ
Глава Следственного комитета РФ Александр Бастрыкин на лекции для студентов юридического факультета Санкт-Петербургского государственного университета 21 апреля 2018 года заявил,
22.04.2018 Sib.Fm
Ученики экономического лицея попробовали свои силы в ГТО - Управление физкультуры и спорта г.Новосибирска20 апреля на базе МБОУ «Экономический лицей» состоялся фестиваль Всероссийского физкультурно-спортивного комплекса «Готов к труду и обороне».
21.04.2018 Управление физкультуры и спорта г.Новосибирска
Стерилизовано атомом - Газета Ведомости
Стерилизовано атомом
К приближающемуся 125-летию города «Ведомости» начинают серию публикаций об интересных научных разработках, которые увидели свет в Новосибирске.
Газета Ведомости
«Днём» писали  не спеша - Газета Ведомости
«Днём» писали не спеша
Тотальный диктант-2018 собрал хороший урожай: в этом году его писали 227 325 человек из 1 021 города России и зарубежья,
Газета Ведомости
Фото Аркадия УВАРОВА - Советская Сибирь
Сдавать экзамены нестрашно
Михаил ФОКИН Фото Аркадия УВАРОВА Доля иногородних студентов в новосибирских вузах с внедрением ЕГЭ выросла в два раза Итоговые экзамены в этом году будут сдавать 15 405 выпускников школ области.
Советская Сибирь
Пожарные защитили от огня и дыма жильцов в пятиэтажном доме Бердска - МЧС Новосибирской областиВ городе Бердске (Новосибирская область) ночью из жилой пятиэтажки пожарные спасли троих детей, эвакуировав их из подъезда в спасательных противодымных масках.
22.04.2018 МЧС Новосибирской области
Спасатели вызволили двух девушек, запертых на собственных балконах - НГС.НовостиСпасатели вызволили двух девушек, запертых на собственных балконах Новосибирские спасатели МАСС два раза за день выезжали к девушкам, заблокированным на балконах собственных квартир.
22.04.2018 НГС.Новости
По информации очевидцев, мужчина выпал с 23-го этажа - НГС.НовостиПо информации очевидцев, мужчина выпал с 23-го этажа Сегодня утром на улице Залесского в Заельцовском районе Новосибирска из окна выпал мужчина.
22.04.2018 НГС.Новости
За помощь жертвам «Зимней вишни» поблагодарили новосибирцев
Власти Кемеровской области поблагодарили новосибирцев за моральную и материальную поддержку кемеровчанам, пострадавшим в результате трагедии в «Зимней вишне».
Газета Эпиграф
Позвоните родителям! - Газета Ведомости
Позвоните родителям!
Что надо знать задержанным полицией подросткам и что обязательно должно быть в протоколе о задержании?
Газета Ведомости
Поступил, как настоящий герой
Спорт, гены и правильное воспитание. Вот что помогло бердскому спортсмену в экстремальной ситуации остановить преступника, который в налоговой инспекции Новосибирска угрожал ножом людям.
Газета Бердские новости
«Научные чтения» на «Библионочи»: от гранатового сока до ядерных реакций - ИЦАЭТридцатые «Научные чтения» ИЦАЭ Новосибирска прошли 21 апреля в рамках «Библионочи-2018» в лофте «Книжный шкаф» областной научной библиотеки, в которой три года назад, так же на «Библионочи», состоялась премьера проекта.
22.04.2018 ИЦАЭ
На юмористическом фестивале линевцы стали лауреатами - Konkyrent.RuВ субботу, 21 апреля, в Маслянино проходил зональный этап регионального фестиваля юмора «Кожаный рубль».
22.04.2018 Konkyrent.Ru
Народная артистка РСФСР Нина Дорошина умерла - ТВК-плюсНародная артистка РСФСР Нина Дорошина умерла 21 апреля. Актрисе, сыгравшей одну из главных ролей в фильме Владимира Меньшова "Любовь и голуби", было 83 года.
21.04.2018 ТВК-плюс
Что читает министр культуры? - Газета Ведомости
Что читает министр культуры?
Корреспонденты «Ведомостей» побывали в обновлённых залах областной научной библиотеки, выяснили, что читает Игорь Решетников, и посидели на уютном подоконнике.
Газета Ведомости
Отечество братьев Бороздиных - Газета Ведомости
Отечество братьев Бороздиных
В Доме учёных Академгородка открыли две интересные выставки, авторами которых являются два брата: Александр и Алексей Бороздины.
Газета Ведомости
Любовь сильнее страха - Газета Ведомости
Любовь сильнее страха
Романтическая опера на сюжет великого Данте открыла серию одноактных постановок на малой сцене НОВАТа.
Газета Ведомости
Евгений Обгольц: "Провалили стартовый отрезок" - ФК СибирьПресс-конференция по итогам матча 34-го тура ФОНБЕТ-Первенства России по футболу "Сибирь" - "Тюмень" (0:2).
21.04.2018 ФК Сибирь
В чемпионате участвовали 11 компаний Новосибирска - НГС.НовостиВ чемпионате участвовали 11 компаний Новосибирска Днём 22 апреля в Новосибирске прошёл чемпионат по офисным видам спорта — участники соревновались, кто лучше ездит на офисных креслах.
22.04.2018 НГС.Новости
Команда Искитима стала победителем - Konkyrent.RuВ Искитиме состоялось Открытое командное первенство ДЮСШ по греко-римской борьбе среди юношей 10-11 лет.
22.04.2018 Konkyrent.Ru
Танцуют все! - Газета Ведомости
Танцуют все!
Международный танцевальный турнир «Столица Сибири» вышел на ещё более высокий уровень.
Газета Ведомости
Победитель первенства России Илья Федотов и его тренер Александр Курило. Фото предоставлено спортивным клубом «Сибирский Ресурс» - Советская Сибирь
Японское боевое искусство джиу-джитсу набирает популярность в Новосибирске
Алиса ЛИНГОР Победитель первенства России Илья Федотов и его тренер Александр Курило.
Советская Сибирь
«Ген победы» и где его искать
Олимпийские чемпионы – это хорошая генетика или изнурительные тренировки?
Газета Бумеранг
Роскомнадзор не заблокировал? - САФБДРоскомнадзор не заблокировал новейший "Телеграф" Речь идёт лишь о блокировке ip адресов, принадлежащих Гугл (Google inc.) БИТВА ЗА TELEGRAM продолжается.
23.04.2018 САФБД
Митинг против домогательств депутата прошёл спокойно, за участниками наблюдала полиция - НГС.НовостиМитинг против домогательств депутата прошёл спокойно, за участниками наблюдала полиция Днём 22 апреля в Первомайском сквере Новосибирска начался митинг против депутата Госдумы Леонида Слуцкого,
22.04.2018 НГС.Новости
Пожарные защитили от огня и дыма жильцов в пятиэтажном доме Бердска - МЧС Новосибирской областиВ городе Бердске (Новосибирская область) ночью из жилой пятиэтажки пожарные спасли троих детей, эвакуировав их из подъезда в спасательных противодымных масках.
22.04.2018 МЧС Новосибирской области
По информации очевидцев, мужчина выпал с 23-го этажа - НГС.НовостиПо информации очевидцев, мужчина выпал с 23-го этажа Сегодня утром на улице Залесского в Заельцовском районе Новосибирска из окна выпал мужчина.
22.04.2018 НГС.Новости
От полученных травм водитель мусоровоза скончался на месте - НГС.НовостиОт полученных травм водитель мусоровоза скончался на месте Днём 20 марта на Бердском шоссе в Первомайском районе Новосибирска столкнулись мусоровоз и КАМАЗ — от удара водитель мусоровоза вылетел из кабины и попал под
20.04.2018 НГС.Новости