Световой кардиостимулятор

СВЕТОВОЙ КАРДИОСТИМУЛЯТОР - НИ ПРОВОДОВ, НИ ЭЛЕКТРОДОВ, НИ БАТАРЕЕК

По всему миру ученые ищут новые методы лечения человеческого организма с помощью света. Лечение и профилактика различных заболеваний светотерапией успешно применяется в Семейной Клинике «Митера» в городе Киеве. Теперь данный метод будут использовать для стимуляции работы сердечной мышцы.

Вскоре можно будет забыть о сердце на батарейках и электродах. Более 3 млн человек в мире носят в груди электронные кардиостимуляторы, работающие от батареи. Как и любой источник энергии в приборе, она имеет свойство разряжаться и всем пациентам приходиться производить замену каждые 4-5 года.

Уди Нусинович (Udi Nussinovitch) и Лиор Гепстейн (Lior Gepstein) из Израильского технологического института Технион предложили уникальную модель кардиостимулятора, у которого нет ни проводов, ни электродов, ни батареек. Начнем с того, что прибора как такого нет вообще, а сама идея заключается в буквальном смысле работы сердца от света. Исследователи ввели в клетки сердца оптогенетическую модификацию, что позволило управлять сердечными сокращениями. Оптогенетический метод построен на внедрении в клеточную мембрану светочувствительного белка, который открывает в мембране ионные каналы в ответ на световой импульс.

Свои эксперименты ученые начали проводить на сердце крысы, внедрив в желудочки сердца водорослевый светочувствительный белок ChR2 (channelrhodopsin-2), реагирующий на синий свет. Одноклеточным зеленым водорослям, вроде хламидомонад, этот белок помогает искать более освещенные места.

Авторы проекта опубликовали статью в Nature Biotechnology где рассказали, что могли настраивать частоту сердечных сокращений животного с помощью синих вспышек. Для внедрения белка был использован «домашний» вирус, способный доставить белок в самые разные участки сердечной мышцы. Это дает возможность контролировать сердце с большей эффективностью, ведь на световой сигнал откликаются сразу много клеток из разных мест.

Для «активации» оптобелка, не нужны электроды или батарейки. Достаточно синего света во внешней среде и он, хотя и с трудом, но способен пройти сквозь живые ткани и дойти до сердца. Однако речь идет о маленьком грызуне, чье сердце расположено близко к тканевой поверхности. У других животных и человека в частности, сердце лежит гораздо глубже. Ученые продолжают исследование световых волн и светочувствительного белка, способных достичь человеческого сердца. Следующим этапом ожидается проведение экспериментов над приматами с использованием красных и инфракрасных областей спектра.

Поделиться в соцсетях: