Когда сердечная мышца долго заживает после инфаркта, на ней образуются рубцы, которые могут привести к сердечной недостаточности. Новый препарат способен решить эту проблему.
Инфаркт возникает, когда в коронарной артерии нарушается или полностью останавливается кровоток. Вместе с кровью к тканям сердечной мышцы не поступает и кислород, из-за чего они начинают отмирать.
Во время операции врачи устраняют закупорку артерии, возвращая кровоток. Однако сердечной мышце потребуются недели или даже месяцы, чтобы восстановиться. И здесь возникает еще одна проблема: если сердце не заживет достаточно быстро, на нем образуется рубцовая ткань, из-за которой органу становится сложнее перекачивать кровь. А впоследствии это может привести к сердечной недостаточности.
«Сердце — один из органов с наименьшей способностью к регенерации. Способность к спонтанной регенерации очень ограничена», — говорит Ке Ченг, профессор биомедицинской инженерии Колумбийского университета.
Лекарства для восстановления клеток сердечной мышцы помогли бы снизить риск смерти от сердечной недостаточности, однако доставить их к сердцу очень сложно. Если прочие органы, например печень, легкие, селезенка, способны накапливать в себе лекарственные вещества, то у сердца таких естественных механизмов накопления нет. Остается только вскрывать грудную клетку и колоть лекарство прямо в сердечную мышцу.
Поэтому профессор Ченг и его коллеги задумали создать препарат, который позволил бы сердцу производить собственные «лекарства» для регенерации. Ученые сделали ставку на гормон под названием «предсердный натрийуретический пептид» (ПНП), который стимулирует рост новых кровеносных сосудов, уменьшает воспаление и снижает образование рубцов.
Во время экспериментов на мышах ученые сравнивали новорожденных и взрослых особей после инфаркта. Оказалось, что в сердцах новорожденных мышей уровень этого гормона повышался более чем в 25 раз по сравнению с нормальным уровнем, а в сердцах взрослых — примерно в 10 раз, чего может быть недостаточно для полноценного восстановления после сердечного приступа. Но что, если временно повысить уровень живительного гормона?
«Главная идея заключается в том, чтобы учиться у природы. Сердце новорожденного спонтанно вырабатывает больше этой молекулы после инфаркта. Вероятно, именно поэтому молодые сердца способны к регенерации, — рассуждает доктор Ченг. — Взрослые же не могут вырабатывать достаточное количество гормона. Но мы нашли способ, как восполнить этот дефицит».
О потенциале гормона ученые знали давно. Проблема в том, что, попадая в организм в форме привычного лекарства, он тут же начинает распадаться. Поэтому ученые решили вообще отказаться от попыток доставки препаратов к сердцу.
Вместо этого они разработали средство по типу мРНК-вакцин. Подобно тому, как эти виды вакцин передают организму инструкции для борьбы с вирусом, искусственно созданная наночастица дает указание мышечной ткани вырабатывать молекулу для восстановления сердца. Достаточно одной инъекции в мышцу бедра или плеча, где и вырабатывается эта молекула. А далее она попадает в кровоток и в конечном счете достигает сердца, превращаясь в тот самый лечебный гормон.
«Идея заключается в том, что вам не нужно прикасаться к сердцу или вскрывать грудную клетку. Все, что вам нужно сделать, это ввести инъекцию в руку», — объясняет профессор.
Введенная наночастица разрушается за несколько дней, однако перед этим она дает указание клеткам создавать новые копии самой себя, чтобы производить гормон еще в течение месяца.
Новый метод уже протестировали на мышах и свиньях. Исследования показали, что всего один укол способен восстановить поврежденные ткани сердца. При этом ученые проверяли, как действует инъекция и при отложенном лечении.
«Надеемся, даже если у пациента случился инфаркт за несколько недель до начала приема препарата, инъекция все равно будет эффективна», — говорит доктор Ченг.
