В настоящее время исследователи из Северо-западного университета (Northwestern University) и Калифорнийского университета в Сан-Диего (University of California) разработали минимально инвазивную платформу для доставки наноматериала, который превращает воспалительную реакцию организма в сигнал для замещения рубцовой ткани после сердечного приступа. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nature Communications.
Актуальность проблемы
Когда у человека случается сердечный приступ, внеклеточный матрикс удаляется, и на его месте образуется рубцовая ткань, что снижает функциональные возможности сердца. Из-за этого у большинства оставшихся в живых после сердечного приступа существует риск развития сердечной недостаточности, ведущей причины смерти во всем мире.
Стратегии тканевой инженерии по замене или дополнению внеклеточного матрикса, который разрушается после сердечного приступа, не новы, но большинство многообещающих гидрогелей не могут быть доставлены в сердце с использованием минимально инвазивной доставки, поскольку они забивают катетер. Пептиды — это короткие цепочки аминокислот, необходимые для восстановления. Новый метод ученых основан на использовании катетера для доставки самоорганизующихся пептидов — и, в конечном итоге, терапевтических средств — в сердце после инфаркта миокарда или сердечного приступа.
Материалы и методы обследования
Доклинические исследования проводились на крысах и были разделены на 2 проверочных теста. Исследователи создали и ввели флуоресцентную метку к самоорганизующимся пептидам, а затем визуализировали сердце, чтобы выяснить, где в конечном итоге осели пептиды.
Результаты научной работы
Ученые продемонстрировала новый способ доставки биоактивированного, биоразлагаемого, регенерирующего вещества через неинвазивный катетер.
«Это исследование было сосредоточено на создании динамичной платформы, и прелесть в том, что эту систему доставки теперь можно модифицировать, чтобы использовать различные химические или терапевтические средства», — объясняет автор исследования Натан Джаннески (Nathan Gianneschi).
«Мы стремились создать соединения на основе пептида, которые образуют нановолокна, структурно и механически похожие на нативный внеклеточный матрикс. Соединения также являются биоразлагаемыми и биосовместимыми», — говорит Натан Джаннески.
«Мы стремились разработать платформу, которая могла бы доставляться через внутрикоронарный или трансэндокардиальный катетер», — объясняет Натан Джаннески.
«Мы вводим самоорганизующийся пептидный раствор, который ищет цель — поврежденный внеклеточный матрикс сердца — и затем раствор активируется самой воспалительной средой», — рассказывает Натан Джаннески. «Суть состоит в том, что материал создает самосборную структуру, которая имитирует естественный каркас, скрепляющий клетки и ткани».
В первом тесте установлено, что материал можно подавать через катетер без взаимодействия с кровью человека. Во втором тесте установлено, что самоорганизующиеся пептиды попадают в поврежденную ткань, минуя здоровую ткань сердца.
Продемонстрировав способность платформы активироваться в присутствии специфических ферментов, связанных с заболеванием, ученые провели валидацию аналогичных методов при заболеваниях периферических артерий и метастатическом раке, каждый из которых вызывает сходные химические и биологические воспалительные реакции.
Авторы другого исследования утверждают, что прививки от гриппа во время госпитализации снижают вероятность сердечного приступа.
Врач кардиолог, терапевт, врач функциональной диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
