Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно более 20 млн человек переносят инфаркт миокарда (ИМ), в исходе которого погибшие кардиомиоциты замещаются грубой соединительной тканью с формированием рубца, что не может в дальнейшем не отражаться на функциональных параметрах миокарда. Потому проблема восстановления целостности сердечной мышцы с сохранением ее максимальной функциональности остается неизменно актуальной и вызывает живой интерес исследователей в течение многих лет.
Одним из перспективных, однако пока недостаточно освоенных направлений считается терапия стволовыми клетками (СК), в том числе собственными СК пациента (например извлеченными из красного костного мозга), трансплантируемыми в область инфаркта. В дальнейшем размножаясь СК формируют мышечную ткань. Однако при использовании такой тактики возникает вопрос о приживлении СК, их жизнеспособности.
В январе 2012 г. опубликованы результаты исследования китайских ученых из Института основных медицинских наук (Institute of Basic Medical Sciences), Пекин. Исследователи применили хитозановый гидрогель в качестве носителя полученных из жировой ткани мезенхимальных СК для улучшения их микроокружения. Вначале были проведены исследования in vitro, в которых агрессивная среда имитировалась с использованием перекиси водорода (H2O2), способной запустить перекисное окисление липидов клеточных мембран. После того как эффективность хитозанового гидрогеля была продемонстрирована in vitro, прошли эксперименты in vivo на лабораторных крысах со смоделированным (за счет перевязки одной из ветвей питающей ткани сердца артерии) ИМ. Полученные результаты продемонстрировали преимущество метода введения СК с хитозановым гидрогелем в область инфаркта перед введением СК без носителя; хитозановый гидрогель позволяет улучшить приживление и выживаемость трансплантируемых СК, а следовательно, повышает эффективность СК-терапии ИМ.
В феврале 2012 г. группа исследователей из Калифорнийского университета (University of California), Сан-Диего, США, продемонстрировала эффективность использования бесклеточного гидрогеля в экспериментах на крысах со смоделированным ИМ. Гидрогель не вызывал реакций отторжения, не повышал риск возникновения аритмий и способствовал скорейшему восстановлению тканей сердца за счет собственных кардиомиоцитов. Карен Кристман (Karen Christman), профессор кафедры биоинженерии и соучредитель заинтересованной в исследовании компании «Ventrix Inc.», утверждает, что уже подходят к концу успешные испытания бесклеточного гидрогеля на свиньях, а в 2013 г. планируется провести клинические испытания этого препарата на людях с ИМ.
Бесклеточный гидрогель производится из соединительной ткани сердца путем очистки от клеточных элементов, лиофилизации и измельчении до порошкообразного состояния с последующим переводом в жидкую форму. При температуре окружающей среды гидрогель остается жидким, что позволяет без затруднений доставить его в нужное место, однако после введения с помощью катетера в область инфаркта гель уплотняется, образуя пористую субстанцию. В результате формируется своеобразный бесклеточный каркас, который замедляет деструктивный каскад и в дальнейшем способствует скорейшей реструктуризации тканей. Трансэндокардиальный метод введения бесклеточного гидрогеля с применением катетера малоинвазивен, при этом возможно применение местной анестезии и нет нужды в оперативном вмешательстве.
Подобные методики позволяют надеяться на возможное в скором будущем восстановление целостности тканей миокарда после ИМ без образования соединительнотканного рубца, нарушающего сократительную и биоэлектрическую функцию сердца.
Liu Z., Wang H., Wang Y. et al. (2012) The influence of chitosan hydrogel on stem cell engraftment, survival and homing in the ischemic myocardial microenvironment. Biomaterials, 33(11): 3093–3106.
Singelyn J.M., Sundaramurthy P., Johnson T.D. et al. (2012) Catheter-deliverable hydrogel derived from decellularized ventricular extracellular matrix increases endogenous cardiomyocytes and preserves cardiac function post-myocardial infarction. J. Am. Coll. Cardiol., 59(8): 751–763.
University of California, San Diego (2012, February 21) Injectable gel could repair tissue damaged by heart attack. ScienceDaily (www.sciencedaily.com/releases/2012/02/120221165757.htm).
Алина Жигунова
© Mature/Dreamstime.com/Dreamstock.ru
