Новый метод проверки побочных эффектов лекарств предложен в работе ученых Московского физико-технического института и Института цитологии и генетики СО РАН. Для этого они вырастили клетки сердечной мышцы из обычных клеток пациента. Об этой работе сообщается в пресс-релизе МФТИ.
Ритм сокращений сердца определяется особым участком сердечной мышцы в правом предсердии, который часто называют «водителем ритма сердца». Электрические импульсы, возникающие в нем, вызывают сокращения предсердия, а затем и всего сердца, обеспечивая ритмичную работу сердечной мышцы. Но при использовании некоторых лекарств в сердечной мышце возникают дополнительные участки первичного возбуждения. Если их становится много, синхронность сокращений мышечных волокон миокарда нарушается и возникает фибрилляция, когда предсердия и желудочки хаотически сокращаются с высокой частотой и сердце теряет способность перекачивать кровь. Чтобы избежать этого, новые лекарства обязательно проверяют на побочный эффект, связанный с появлениями дополнительных источников возбуждения сердечной мышцы (аритмогенность).
Обычно для этой цели проводят испытания на животных, но отличия между миокардом животных и человека достаточно велики, поэтому на последних этапах клинических испытаний, когда препарат проверяют на людях, порой возникают неожиданные побочные эффекты. Авторы нового исследования решили искусственно создать культуру кардиомиоцитов (клеток сердечной мышцы) человека, чтобы начинать проверку сразу на них.
Однорукавная спиральная волна на культуре клеток HL-1 ChR2. Частота: 1,14 Гц. Серия кадров отображает один период распространения волны. В течение одного периода фронт волны в виде спирали делает один оборот вокруг организующего центра. Илл.: МФТИ
Для этого они использовали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Напомним, что такие клетки получают из обычных соматических клеток (часто для этого берут, например, клетки кожи), в которые вводят особые гены, заставляющие клетку превратиться в стволовую, то есть способную в дальнейшем дать начало клеткам различных типов. Ученые умеют управлять развитием индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, добиваясь, чтобы они превратились в нужные им клетки. В данном случае из этих клеток получили кардиомиоциты.
Нужное для испытаний число клеток набирается за пару дней, благодаря их постоянному делению. В слое из таких клеток при помощи электрических импульсов запускается волна возбуждения. Добавление в клетки гена флуоресцентного белка позволяет наблюдать за распространением волны и фиксировать этот процесс на высокочувствительную скоростную видеокамеру. Если же добавление в среду тестируемого лекарства вызовет дополнительные источники возбуждения, это будет заметно по появлению нескольких волн.
Результаты исследования опубликованы в журнале Toxicological Sciences.
Источник: