Ученые из МФТИ представили инновационный метод, который кардинально меняет подход к оценке жизнеспособности донорского сердца во время его транспортировки к реципиенту. Разработка позволяет выявлять ишемические повреждения тканей на самой ранней стадии, что ранее было невозможно. Традиционно сохранность органа оценивают с помощью биохимического анализа раствора, проходящего через сердечные клетки. Однако этот метод показывает лишь необратимые повреждения, когда шансы на успешную пересадку уже утрачены. Новая технология лишена этого недостатка.
Метод основан на регистрации естественной флуоресценции никотинамидадениндинуклеотида (NADH) — ключевого маркера клеточного метаболизма и потребления кислорода. Этот кофермент присутствует в митохондриях клеток и начинает флуоресцировать при облучении ближним ультрафиолетом, что позволяет детально визуализировать состояние тканей без добавления токсичных красителей. Это особенно важно для оценки метаболизма в условиях гипоксии, когда энергопотребление клеток нарушается.
Для проверки методики исследователи провели серию экспериментов на искусственно выращенной ткани из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека. Монослой кардиомиоцитов подвергали четырехчасовой гипоксии, имитируя условия транспортировки донорского органа. В ходе эксперимента ученые фиксировали динамику изменения флуоресценции NADH.
Было обнаружено, что участки, которые впоследствии демонстрировали дисфункцию, имели характерную, отличающуюся динамику сигнала. Раньше небольшое падение сигнала считалось техническим артефактом, но теперь доказано, что оно несет ценную информацию о метаболических процессах и позволяет предсказать проблемные зоны до того, как повреждения станут необратимыми.
Как пояснил старший научный сотрудник лаборатории экспериментальной и клеточной медицины МФТИ Михаил Слотвицкий, это расширяет критерии оценки и может увеличить число пригодных к пересадке органов на исходе разрешенных четырех часов, когда дорога каждая секунда. Кроме того, метод был успешно применен для тестирования кардиотоксичности лекарственных препаратов, являющейся одной из главных причин их отзыва с рынка. Ученые также определили влияние кардиоплегических растворов, используемых для остановки сердца при транспортировке, на физиологию кардиомиоцитов, что способствует более точному определению состояния органов для пересадки.
Ранее ученые предложили оживлять донорские сердца вне тела.
