Ассоциация медицинских центров 11 клиник и более 8 тысяч докторов
+7(903) 720 24 64

Генетические кардиостимуляторы – новая эра в кардиологии

2015-09-02
Генетические кардиостимуляторы – новая эра в кардиологии   - фото

Возможно, в обозримом будущем необходимость в электрокардиостимуляторах отпадет. Израильские ученые разработали уникальную систему – генетические кардиостимуляторы, работающие от вспышек света. В настоящее время разработка проходит испытания.

Появление электрических кардиостимуляторов стало настоящей революцией в области кардиохирургии. С помощью этих электронных устройств миллионы людей во всем мире смогли избавиться от проблем, связанных с нарушением ритма сердца.

Несмотря на очевидные преимущества электрокардиостимуляторов, их применение также имеет и недостатки. В первую очередь это необходимость в хирургической операции, посредством которой вживляют устройство в сердце. Кроме того, существует необходимость в постоянной замене стимуляторов, поскольку срок их службы ограничивается несколькими годами. В этой связи израильские ученые задались целью – создать новую систему стимуляции сердечной деятельности, которая не требует проведения оперативного вмешательства. Так были созданы генетические кардиостимуляторы.

Появление генетических кардиостимуляторов стало возможным благодаря возникновению нового направления в биотехнологии – оптогенетике. В 2005 году в журнале NatureNeuroscienceпоявилась статья, в которой ученые подробно описали способ управления нервными клетками с помощью света. Добиться такого эффекта ученые смогли с помощью особого светочувствительного белка каналородопсина-2. Впервые этот белок был найден в водорослях. Благодаря каналородопсину-2 водоросли в глубинах океанов улавливают свет.

При воздействии света определенной волны на белок каналородпсин-2 в клеточной мембране открываются ионные каналы, благодаря чему возникает электрохимический импульс, что необходимо для правильной работы нервных клеток.

Как известно, клетки сердца, так же, как и нервные клетки, зависят от электрохимического импульса. Этим то и решили воспользоваться израильские ученые, предложив свою революционную модель решения проблем с сердечным ритмом.

Перед исследователями возникла задача – как белок каналородопсин-2 вживить в сердечную мышцу? Если с электрокардиостимулятором все понятно (его вживляют путем операции), то что же делать с белком? И здесь ученые воспользовались современными достижениями генной инженерии и биотехнологии, которые позволяют это сделать. Изначально ген, кодирующий светочувствительный белок, вставляют в генетический аппарат вируса, который абсолютно безвреден для человека. Если вирус внедрить в желудочки сердца, то он начинает там размножаться, проникая в клетки и оставляя там часть своего генетического аппарата, а именно – ген белка каналородопсина-2. Теперь сами клетки сердца приобретают способность синтезировать этот белок, который встраивается в мембраны клеток сердца, регулируя работу мышцы при стимуляции светом.

Опыты с применением белка каналородопсина-2 в качестве электрокардиостимулятора уже проведены на лабораторных животных. Для крыс было достаточно применение наружного синего света для активации белка и возникновения электрохимического импульса. Что касается крупных животных (в том числе и человека), то в данном случае сердце располагается глубоко и световые лучи до целевого органа могут просто не дойти. Однако эта проблема легко разрешима, ученые уверяют, что в настоящее время существует немало способов безопасной доставки световой энергии к любому внутреннему органу.

Перед применением подобных генетических кардиостимуляторов необходимо пройти еще ряд кропотливых исследований. Ученые уверяют, что если все дальнейшие испытания пройдут успешно, то вполне вероятно, что в скором будущем потребность в электрокардиостимуляторах просто отпадет за ненадобностью. Регулировать деятельность сердца можно будет с помощью вспышек света, что, безусловно, очень удобно и самое главное – безопасно. 

Больше новостей




Нужна помощь? Напишите доктору
Ответ в течении 1 часа