Умирающее сердце спас «пластырь» из стволовых клеток
Женщина в 2016 году перенесла инфаркт. Затем у нее развилась сердечная недостаточность. Ей провели операцию по имплантации 10 пластырей из 400 миллионов клеток на поверхность сердца. После этого ее состояние оставалось стабильным в течение трех месяцев. Это позволило ей провести трансплантацию сердца. Ученые, исследовавшие ее старое сердце, обнаружили, что имплантированные мышечные «заплатки» остались на месте и образовали кровеносные сосуды.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. В работе также описаны результаты более ранних исследований, в которых на макакам-резусам (Macaca mulatta) ставили аналогичные пластыри, содержащие от 40 до 200 миллионов клеток.
«Теперь у нас впервые есть выращенный в лаборатории биологический трансплантат, который способен стабилизировать и укрепить сердечную мышцу», — говорит соавтор исследования Инго Кучка, кардиохирург из Университетского медицинского центра Геттингена (Германия).
Этот метод не может заменить необходимость полной трансплантации, но он может помочь людям с прогрессирующей сердечной недостаточностью, которые ждут, когда донорское сердце.
На данный момент исследователи имплантировали подобные мышечные пластыри 15 людям и надеются набрать еще больше участников исследования.
Заплатки для сердец
В течение многих лет ученые экспериментировали с имплантацией или непосредственным введением в сердце стволовых клеток или выращенных из них мышц. Но эти процедуры часто приводят к нерегулярному сердцебиению, росту опухолей или отторжению имплантатов иммунной системой организма.
Циммерманн и его команда создали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, чтобы они росли в сердечной мышце и соединительной ткани. Ученые смешали эти клетки с коллагеновым гелем, чтобы создать пластыри, и разработали минимально инвазивную процедуру для их размещения на поверхности сердца.
Исследователи имплантировали пластыри шести макакам с сердечной недостаточностью и сравнили их с контрольной группой из семи животных, не получавших лечения. Три макаки получили два пластыря, а остальные три или пять. Животным также давали препараты, блокирующие любые негативные иммунные реакции.
Через шесть месяцев у обезьян, получивших пять пластырей, наблюдалось утолщение стенок сердца на 6 миллиметров по сравнению с контрольной группой. У трех обезьян с пластырями наблюдалось 10% увеличение объема крови, перекачиваемой с каждым ударом сердца. «Это говорит о том, что пока сердце перекачивает кровь, пластыри вносят свой вклад, что впоследствии приводит к усилению перекачки крови всем сердцем», — говорит соавтор работы Вольфрам Циммерманн.
Ни у одной из обезьян, прошедших лечение, не было отмечено нерегулярного сердцебиения или развития опухолей. Хотя пластыри не полностью интегрируются в структуру сердца, они реагируют на его движение.
Живой пластырь
46-летняя женщина, участвовавшая в клинических испытаниях, страдала тяжелой сердечной недостаточностью и ожидала пересадки сердца. Хирурги сделали 10-сантиметровый разрез на левой стороне ее груди и аккуратно поместили 10 мышечных пластырей — каждый размером 4 см на 9 см — на поверхность сердца, закрепив их несколькими стежками. Женщина также получила два иммуносупрессивных препарата, которые обычно используются при пересадке сердца.
Обследовав сердце женщины после операции по пересадке, исследователи обнаружили, что участки с имплантированными клетками были испещрены крошечными кровеносными сосудами, что говорит о том, что они получают кислород и питательные вещества.