18+

Статьи — Журнал — Новости

Фотосинтез поможет лечить инфаркты

По данным ВОЗ, ишемическая болезнь сердца (ИБС) является основной причиной смертности в мире, причем количество смертельных случаев увеличивается: в 2000 г. от ИБС умерло 6,88 млн человек, в 2012 г. — 7,4 млн человек, в 2015 г. — 8,76 млн человек. В основе ИБС лежит недостаточное обеспечение клеток миокарда кислородом, которое выражается приступами стенокардии, а при остром ухудшении кровоснабжения — инфарктом миокарда.

Группа ученых из Стэнфордского университета (Stanford University School of Medicine, США) работает над инновационным методом снабжения кардиомиоцитов кислородом. Вместо реваскуляризации и восстановления перфузии предполагается использовать фотосинтезирующие цианобактерии Synechococcus elongatus. Эти бактерии способны превращать углекислый газ в кислород под воздействием света, так же как и хлоропласты растений. Помимо кислорода бактерии синтезируют глюкозу и, таким образом, способны обеспечить нормальный метаболизм клеток миокарда в отсутствие кровотока.

Кроме этого, бактерия достаточно проста в генетическом отношении, ее «производительность» можно улучшить средствами генной инженерии. Бактерия нетоксична и не вызывает значимый иммунный ответ. Всё это представляет собой инновационную стратегию лечения ишемии тканей, которая может привести к созданию совершенно новых терапевтических средств, использующих фотосинтез.

На первом этапе исследований, результаты которых были опубликованы в июне в журнале Science Advance, ученые культивировали совместно цианобактерии и изолированные кардиомиоциты крыс в лабораторных условиях. В результате эксперимента было установлено, что:

  • бактерии выживают в физиологических условиях существования кардиомиоцитов;
  • наличие бактерий само по себе не влияет на выживаемость сердечных клеток;
  • кислород и глюкоза, продуцируемые S. elongatus при освещении образцов, активно используются миоцитами в метаболизме.

На следующем этапе исследовали три группы крыс, некоторые сосуды которых были блокированы для имитации инфаркта. В «группе света» культуру бактерий вводили в миокард и затем орган, изолированный от остальных частей тела с помощью нескольких слоев алюминиевой фольги, освещали ярким светом. В группе плацебо животным вводили изотонический солевой раствор и таким же образом освещали их сердца. В «темной группе» «инфицированных» S. elongatus крыс оставляли в полной темноте. В результате, на 10‑й и 25‑й минуте после инъекций уровень оксигенации миокарда в «группе света» S. elongatus вырос в 25 раз по сравнению с минимальным уровнем, который наблюдался при ишемизации. В «темной» группе и группе плацебо уровень оксигенации миокарда вырос всего в три раза, вероятно, из‑за открытого доступа воздуха к миокарду. Тепловизионный контроль показал, что после начала эксперимента температура сердечной ткани у всех животных сначала резко снижалась, но в «группе света» уже через 20 минут температура повысилась, что свидетельствовало об активном течении метаболических процессов.

Долгосрочное влияние бактериальной культуры исследовалось следующим образом. Случайно выбранные крысы были подвергнуты торакотомии, животным временно блокировали левую переднюю нисходящую артерию для имитации ишемии миокарда. Одной группе животных вводили в миокард физраствор, другой — бактериальную культуру. Через 60 минут артерию разблокировали и еще 60 минут сердца крыс подвергали воздействию света, потом грудную клетку зашивали. За животными наблюдали в течение 4 недель. Через 24 часа после операции биохимический анализ крови в группе S. Elongatus выявил значительно более низкий уровень маркера инфаркта — тропонина. Результаты кардио-МРТ на 4‑й неделе показали значительное улучшение показателей работы миокарда в группе S. Elongatus: увеличение фракции выброса левого желудочка и снижение конечного систолического объема. Все это указывает на долгосрочное защитное действие фотосинтезирующих бактерий на миокард.

Исследование токсичности и иммунного ответа организмов животных не выявило никаких признаков инфекции S. Elongatus.

Источники:

Science Advance
ВОЗ

0 0 лайков 80 просмотров

Поделиться ссылкой с друзьями ВКонтакте Facebook Twitter Одноклассники

Нашли ошибку? Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter.

Комментарии (0)

Оставить комментарий

Отменить

Не вижу картинку