Коротко
Главная / Наука / Биологи научились останавливать сердце при помощи вспышек света

Биологи научились останавливать сердце при помощи вспышек света

Биологи научились останавливать сердце при помощи вспышек светаПодпишись на ежедневную рассылку РИА Наука

Спасибо за подписку

Пожалуйста, проверьте свой e-mail для подтверждения подписки

 Украинские, европейские и американские биологи научились управлять сокращениями клеток сердца при помощи лазерных импульсов и кусочков графена. Это открывает дорогу к созданию беспроводных кардиостимуляторов, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

«Когда мы впервые заставили клетки работать таким образом в нашей лаборатории, вокруг нас собралось сразу 20 человек. Все начали кричать, что это невозможно, и меня обвинили в том, что я над ними подшутил. Это неудивительно, так как раньше никто ничего подобного не делал», — рассказывает Алекс Савченко из университета Калифорнии в Сан-Диего (США).

Сердце — уникальный орган, чьи клетки могут спонтанно вырабатывать электрические импульсы и сокращаться без постоянного потока команд из спинного или головного мозга. Импульсы тока вырабатывают так называемые клетки-водители, а кардиомиоциты (мускульные клетки) используют их для сокращения и расслабления в нужный момент.

Порок сердца и еще некоторые болезни приводят к нарушениям работы «клеток-водителей» или их гибели, и сердце начинает биться нерегулярно. Развитие аритмии, в свою очередь, чревато серьезными проблемами со здоровьем и даже смертью человека.

Медики научились бороться с аритмией с помощью кардиостимуляторов — специальных электронных устройств, которые напрямую подключают к сердцу, чтобы они взяли на себя роль «клеток-водителей». «Кардиоводители» спасают жизни миллионов человек, однако у них много недостатков — имплантация может вызывать воспаление, с ними нельзя проходить МРТ и многие другие медицинские процедуры.

Савченко и его коллеги из научных институтов Украины, Германии и Канады нашли решение этой проблемы, научившись управлять работой клеток сердца без электродов и других контактных методик доставки электричества в организм.

Как отмечает Савченко, его команда изначально просто превращала стволовые клетки в кардиомиоциты, выращивая их в чашках Петри с разной средой и покрытием. Во время этих опытов ученые заметили, что культуры клеток лучше всего росли на кусочках графена — хорошо проводящего ток «нобелевского углерода», открытого Константином Новоселовым и Андреем Геймом в 2004 году.

Это наблюдение натолкнуло Савченко и его коллег, физиков по образованию, на мысль, что графен можно использовать для беспроводной стимуляции сердечной мышцы.

Ученые обратили внимание на еще одно свойство этого материала — при некоторых условиях он может поглощать энергию света и преобразовывать ее в электрический ток.  Руководствуясь этой идеей, биологи начали подсвечивать кусочки графена при помощи лазера и наблюдать за тем, как менялось поведение кардиомиоцитов.

Двигаясь методом проб и ошибок, Савченко и его коллеги подобрали такие наборы импульсов, которые либо останавливали сокращения сердца, либо, наоборот, заставляли его биться. Их действие они проверили на мальках рыбы-зебры, успешно останавливая или повторно запуская их сердце.

Что интересно: добавление небольшого количества графена в сердечную мышцу не вызывало воспаления и массовой гибели клеток. Это, как отмечает Савченко, дает возможность использовать подобный прием для создания беспроводных кардиостимуляторов и «муляжей сердца», позволяющих быстро искать лекарства от болезней сердца и сосудов.

Источник: mk.ru