Имплантируемые кардиостимуляторы — это хорошо зарекомендовавший себя и в целом безопасный метод лечения, который, тем не менее, сопряжен с определенными рисками. Дело в том, что устройства требуют хирургического вмешательства и напрямую воздействуют на бьющееся сердце.
Другое дело — ультразвук. Акустические волны безопасно проникают в тело человека, отражаются и резонируют от различных структур. Предыдущие исследования на животных показали, что сфокусированные импульсы могут безопасно активировать клетки сердца. Однако эффект был непостоянным и слабым.
В новом исследовании ученые Массачусетского технологического института (США) применили соногенетику — метод, который предполагает генетическую модификацию клеток для реакции на ультразвук.
В лаборатории они получили клетки сердца из эмбриональных стволовых клеток, а затем внесли в них генетические изменения, повышающие их чувствительность к ультразвуку. В частности, в результате манипуляций были созданы ионные каналы, которые быстрее открывались в ответ на акустические волны.
Затем команда разработала основу ультразвукового кардиостимулятора в виде наклейки размером с почтовую марку и оснастила ее крошечными ультразвуковыми преобразователями. Липкую часть устройства ученые изготовили из гидрогелевого материала, который прочно прилипает к коже и многим другим поверхностям, но при этом пропускает ультразвуковые импульсы без ослабления.
В ходе экспериментов с соногенетически модифицированными клетками сердца исследователи обнаружили, что под воздействием ультразвука они сокращаются синхронно с волнами, в отличие от клеток, не подвергшихся генетической модификации.
Во время экспериментов на крысах исследователи сначала вводили животным соногенетический раствор, усиливающий ультразвук, а затем прикрепляли к груди подопытных миниатюрную версию кардиостимулятора. Включив устройство, они увидели, что ультразвук быстро нормализует работу сердца животных. У некоторых крыс с замедленным сердцебиением частота сердечных сокращений нормализовалась, а у других с нерегулярным сердцебиением оно стало стабильным и синхронизировалось с волнами ультразвука.
Эта концепция может быть полезна не только для сердца. Мы верим, что однажды у нас появятся наклейки для разных частей тела, которые смогут обеспечивать долгосрочную визуализацию, мониторинг и терапевтическую стимуляцию с обратной связью
Ранее Наука Mail рассказывала, что ученые пересмотрели роль бета-блокаторов после неосложненного инфаркта.
