23 октября 2019, среда, 07:47
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

28 июня 2017, 09:49

Сердце с заплаткой

МФТИ

Исследователи из Московского физико-технического института и Боннского университета (Германия) показали, что сердечные ткани разного происхождения могут синхронно сокращаться. В эксперименте ученые сначала соединили две крысиные ткани, выращенные в разное время, а затем — крысиную и мышиную ткани. Волна возбуждения успешно переходила от одной ткани к другой, а значит, теоретически искусственно выращенная «заплатка» на сердце cможет включиться в работу возбудимых сердечных тканей. Работа опубликована в Biomaterials Science, кратко о ней сообщается в пресс-релизе МФТИ.

Руководитель лаборатории биофизики возбудимых систем МФТИ профессор Константин Агладзе комментирует: «Сейчас все только подходят к тому, чтобы выращивать заплатки на сердце. Поэтому вопрос стоит такой: нужно ли упираться и создавать тканево-инженерные конструкции, которые можно вставить в сердце, если они не будут с ним объединяться в единую возбудимую ткань? Мы снимаем этот вопрос и показываем, что единая возбудимая ткань может образоваться. Даже если мы имеем разные клетки, на разных этапах развития или даже от разных животных. Хотя, конечно, животные были соседних видов — крыса и мышь, — но это как обезьяна и человек».  

Починить сердце

В регенеративной медицине сердца ученые сегодня возлагают надежды на культивированные заплатки. В теории, с помощью кусочка выращенной сердечной ткани можно починить участки сердца, поврежденные, например, в результате инфаркта. Однако экспериментальных успехов в этом пока нет — трансплантированные клетки отмирали через несколько дней, а улучшений почти или вообще не наблюдалось. Сердечная ткань имеет важную особенность, которая и позволяет сердцу биться: она сокращается в ответ на электрический сигнал. До сих пор было неизвестно, может ли кусочек культивированной ткани встроиться в работу родной ткани сердца. Ведь чтобы сердечная мышца сокращалась, электрический сигнал должен передаваться от клетки к клетке. А если к родным клеткам подсадить чужеродные, неизвестно, возникнет ли между ними электрическая связь и получится ли из них единая система. Если не будет, то о починке сердца с помощью культивированных заплаток можно забыть. Ученые решили проверить, будет ли в принципе передаваться электрическое возбуждение, если соединить две ткани разного происхождения. Для этого они выращивали ткани из сердечных клеток в специально сконструированной емкости.

Схема эксперимента

Ученые сделали емкость в виде гантели — две круглые чаши (5 мм в диаметре), соединенные тонким каналом (7 мм длиной). Чтобы разные культуры не перемешивались, в середине канала вставили перегородку. Одну культуру высеивали в одной части, где-то через час добавляли другую культуру во вторую часть и через несколько часов, когда обе части до конца заполнялись, перегородку убирали. Таким образом, ткани соединялись в том месте, где была перегородка. Исследователи возбуждали одну ткань и смотрели, распространяется ли волна возбуждения в другой ткани. Чтобы это увидеть, в емкость добавляли флюоресцентный краситель Fluor-4, который относительно сильно светится при прохождении волны возбуждения, и наблюдали за свечением при помощи сверхчувствительной камеры.

Этапы эксперимента. Илл.: МФТИ

Разные ткани

Для первого эксперимента были взяты сердечные клетки новорожденных крыс. Первичную клеточную культуру сначала добавляли в одну часть емкости, а через три дня — в другую. Таким образом, ткани находились на разных стадиях развития. Тем не менее, когда одну ткань стимулировали с помощью электрода, волна возбуждения спокойно пересекала границу между тканями и распространялась дальше. Далее ученые решили проверить, повторится ли результат эксперимента, если ткани будут от разных животных — от крыс и от мышей. Волна возбуждения распространялась между тканями, хотя ее скорость в разных клеточных культурах различалась.

Для чистоты эксперимента

Теоретически клетки ткани, которые не стимулировали электродом, могли возбудиться из-за электрического поля электрода. Чтобы исключить этот эффект, ученые провели еще одну серию экспериментов. С помощью генно-инженерных методов они встроили в мышиные клетки светочувствительный белок ChR2 (канальный родопсин-2) и стимулировали их светом. Крысиные клетки не были светочувствительными, но по ним проходила волна возбуждения, когда на мышиные светили светом. Это точно доказывает, что между двумя разными тканями образовалась электрическая связь. Синхронизация разных культур подтвердилась также на микроуровне, при рассмотрении отдельных клеток.

Тем не менее, на границе двух разных культур наблюдались некоторые особенности. Оказалось, что на некоторых частотах волны возбуждения частично гасятся, когда проходят через границу. Следующий вопрос, который нужно решить прежде, чем выращивать сердечные заплатки: могут ли эти особенности увеличить риск аритмии.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология клонирование комета кометы компаративистика космос культура лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса глобальное потепление грипп информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: [email protected]
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.