Ученые из Японии создали искусственную модель человеческого сердца в лаборатории, чтобы подробнее изучать тяжелое заболевание — сердечную недостаточность с сохраненной фракцией выброса. Это состояние, при котором сердце нормально сокращается, но плохо расслабляется, из-за чего не может полноценно наполняться кровью. Более 30 миллионов человек по всему миру страдает от данного заболевания.
Раньше ученые изучали болезни сердца на животных или на клетках из биопсий, но такие методы имеют ограничения: животные не всегда точно повторяют человеческую болезнь, а биопсии сложно получить. Новый подход использует стволовые клетки, взятые, например, из кожи человека, и превращенные в любые типы клеток, в том числе в сердечные. Из таких клеток выращивают миниатюрные кусочки сердечной ткани в пробирке.
Японские исследователи научились создавать из этих клеток трехмерную ткань, похожую на настоящую сердечную мышцу. Чтобы вызвать у нее признаки изучаемой болезни, они поместили ткань в особую среду с высоким содержанием жирных кислот и веществом, блокирующим выработку оксида азота — важного для расслабления сосудов и сердца. В результате ткань стала хуже расслабляться, как при настоящей болезни, и показала те же молекулярные изменения: рост воспаления, нарушение обмена кальция, уплотнение тканей.
С помощью данной модели проверили несколько лекарств: единственным препаратом, который помог частично предотвратить ухудшение, стал эмпаглифлозин — средство от диабета, относящееся к группе ингибиторов SGLT2. Оказалось, что он уменьшает воспаление в сердечной ткани и помогает клеткам лучше удалять лишние ионы натрия и кальция, что важно для их нормальной работы. При этом эффект проявляется только при наличии эндотелиальных клеток — тех, которые выстилают сосуды, что говорит о важной роли сосудов в развитии этой формы сердечной недостаточности.
Эта модель позволяет не только подробнее изучить, как развивается болезнь, но и тестировать новые лекарства, не прибегая к экспериментам на животных.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что физиологи вырастили спинной мозг в пробирке для проверки терапии.