В МФТИ вырастили сердечную ткань для тестирования лекарств

Иллюстрация. «Сердечные клетки», дизайнер @tsarcyanide, пресс-служба МФТИ

Учёные из Московского физико-технического института и Института цитологии и генетики СО РАН создали тест, который с высокой точностью определит, обладает ли лекарство побочным действием в виде тахиаритмии — наиболее опасного вида аритмии сердца — или нет. Результаты опубликованы в журнале Toxicological Sciences.

В норме биение сердца задаётся так называемым синусовым ритмом. Pacemaker или водитель ритма запускает волну в верхней части сердца. Она заставляет сокращаться сначала предсердие, затем желудочки — так сердце перекачивает кровь. Некоторые химические вещества могут привести к возникновению паразитного источника возбуждения, который будет запускать волну из другой точки сердца. Такие источники имеют тенденцию размножаться, что приводит к асинхронному сокращению сердечных волокон. Происходит фибрилляция, которая диагностируется как остановка сердца. На самом деле всё трепещет и работает на пределе, но кровь не качается. Поэтому медикаменты проверяются на аритмогенность. Изначально на клетках животных, затем идёт очередь тестирования на людях. Однако различия между животными клетками и человеческими слишком велики, поэтому клинические испытания могут открыть неожиданные побочные эффекты.

Учёные предложили систему, которая позволяет тестировать препараты на сердечных клетках человека — кардиомиоцитах. При этом строительным материалом лоскута сердечной ткани стали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) — это клетки, которые могут выполнять роль стволовых клеток, а получаются путём генетических манипуляций из обычных клеток организма. Достаточно взять за основу соскоб или порядка 10 миллилитров крови.

«Из ИПСК можно получить клетки любой ткани. Но мы производим сердечные, так как они важны для нашего теста. Его минимальная применимость — получение клеток здорового человека и использование их как материала для тестирования фармпрепаратов. А максимальная — составление паспорта чувствительности конкретного человека к разным лекарствам, в данном случае — для сердца. То есть в перспективе методика станет инструментом персонализированной медицины», — рассказал Константин Агладзе, первый автор и заведующий лабораторией биофизики возбудимых систем МФТИ, в которой проводились исследования.

Полученные сердечные клетки выстилаются на подложку в двумерный слой. Так как они способны размножаться самостоятельно, учёным не сложно произвести достаточное для исследования количество в течение нескольких дней. Когда тестовый материал готов, в нём делается надрез и с помощью электрических импульсов запускается волна возбуждения. Когда она пытается обойти препятствие, возникает вращающаяся спиральная волна. Это и вызывает ускоренное биение сердца. Увидеть и зафиксировать весь процесс помогают флуоресценция и высокочувствительная скоростная видеокамера. Если добавление тестируемого вещества на сердечную ткань становится причиной возникновения множества спиральных волн, то это указывает на побочное действие в виде аритмии сердца.

Рисунок. Однорукавная спиральная волна на культуре клеток HL-1 ChR2. Частота: 1,14 Гц. Серия кадров отображает один период распространения волны. В течение одного периода фронт волны в виде спирали делает один оборот вокруг организующего центра

Полученные результаты значительно увеличивают точность токсикологической экспертизы лекарств. К тому же полностью отпадает необходимость проведения подобных тестов на животных. Теперь учёные задумываются о способах усовершенствовать тест. Например, многослойный образец позволит делать высокопроизводительный скрининг и проверять сразу несколько десятков химических веществ одновременно. Однако такая методика требует дополнительных исследований.

Работа была поддержана грантом Российского научного фонда

Пресс-служба МФТИ

Добавить комментарий

Комментарии не должны оскорблять автора текста и других комментаторов. Содержание комментария должно быть конкретным, написанным в вежливой форме и относящимся исключительно к комментируемому тексту.


Защитный код
Обновить

Срочные новости

Во сколько запрещено шуметь в Подмосковь…

Уважаемые жители и гости города! Сотрудники службы участковых уполномоченных полиции информируют вас...

В ОМВД России по г.о. Дубна состоялась т…

В актовом зале Отдела министерства внутренних дел России по г.о. Дубна состоялась торжественная цере...

Ученые разработали уникальную экологичну…

Ученые из Московского физико-технического института и Объединенного института высоких температур РАН...

Рыбаков-браконьеров предупреждают загодя

Правительство РФ постановлением №1321 от 03.11.2018 г. утвердило новые таксы для исчисления ущерба, ...

Сотрудники Подмосковной Росгвардии расск…

Сотрудники Дубненского отдела вневедомственной охраны Росгвардии по Московской области провели для у...

Реклама

Объявления

Новости бизнеса

"Тензор" изготовит системы защиты для АЭ…

Приборный завод "ТЕНЗОР" выбран госкорпорацией "Росатом" исп...

Крупнейшие зарубежные нефтегазовые компании готовы…

В ОЭЗ «Дубна» прошло заседание Совета главных конструкторо...

ОЭЗ "Дубна" уже не первая в России

...А вторая по степени инвестиционной привлекательности ос...

9 резидентов ОЭЗ «Дубна» реализуют проекты с учас…

Радио- и микроэлектроника, биомедицина, станкостроение – и...

ОЭЗ «Дубна» рассмотрит возможность членства в WFZO

16 ноября начальник отдела по взаимодействию с резидентами...

Мы в соц сетях

VK
ОК
FB
G+

 

Блоги

Подпишитесь на новые события нашего сайта:Подписаться