При приведении к осуществлению поисков продолжительностью в десятилетие, чтобы найти биологический способ исправить мигрирующий и провале сердечных сокращений, команда в США преуспела в том, чтобы преобразоватьобычные сердечные клетки в клетки кардиостимулятора путем вставки единственного гена.В работе, опубликованной онлайн перед печатью по своей природе Биотехнология 16 декабря, исследователи, от Института Сердца Кедров Синая в Лос-Анджелесе,Калифорния, опишите, как они использовали вирус, чтобы ввести единственный ген (Tbx18) в клетки сердечной мышцы, чтобы повторно программировать их, чтобы стать точными точными копиями высокоспециализированные клетки кардиостимулятора.
Ведущий автор Хи Чеол Чо, исследователь в Сердечном Институте, сообщает в заявлении:«Несмотря на то, что мы и другие создали примитивные биологические кардиостимуляторы прежде, это исследование является первым, чтобы показать, что единственный ген может направить преобразование сердцамышечные клетки к подлинным клеткам кардиостимулятора."«Новые клетки генерировали электрические импульсы спонтанно и были неотличимы от врожденных клеток кардиостимулятора», добавляет он.Клетки кардиостимулятора
Сердце является точно настроенным инструментом, качающим кровь вокруг тела в отрегулированном биении или ритме. Кардиостимулятор или синоатриальный узел (SAN) клетки специализированыклетки, генерирующие и посылающие высоко заказанный электрический пульс в клетки сердечной мышцы, чтобы заставить их заключить контракт ритмично.Электрический сигнал, который они производят, известен как синусовый ритм и может быть зарегистрирован с электрокардиограммой (ЭКГ).Сердце содержит 10 миллиардов клеток, но меньше чем 10 000 из них являются клетками кардиостимулятора.
Правильный и здоровый синусовый ритм гарантирует, что верхние два и две нижних палаты сердечного контракта в точно правильное время, чтобы гарантировать кровьнакачанный гладко, посылая обогащенную кислородом кровь в тело и возвращая оголодавшую кислородом кровь снова, чтобы быть пополненным в легких.Синусовый ритм начинается в синоатриальном узле (SAN) правой верхней палаты сердца, где клетки кардиостимулятора сгруппированы.
Когда клетки кардиостимулятора работают со сбоями, сердечные насосы беспорядочно, и часто единственной возможности для выживания состоял в том, чтобы соответствовать электронному кардиостимулятору, но это можетреалистично только быть сделанным для пациентов, достаточно здоровых, чтобы перенести операцию.От сердечной клетки до клетки кардиостимулятора Используя единственный генИсследователи Кедров Синая использовали вирус, спроектированный, чтобы вставить единственный ген, ген Tbx18, в кардиомиоциты (клетки сердечной мышцы), чтобы преобразовать их вклетки кардиостимулятора.Tbx18 играет важную роль в развитии клеток кардиостимулятора в эмбрионе.
Один повторно запрограммированный, недавно созданные клетки кардиостимулятора, названные «, вызвали клетки SAN», или iSAN клетки имели все признаки врожденных кардиостимуляторов и поддержалисмягчились их подобные SAN особенности даже после эффектов гена Tbx18.Команда проверила особенности и в клеточных культурах (в пробирке), и в живых морских свинках (в естественных условиях).Почему это Исследование ОтличаетсяПредыдущие исследования преуспели в том, чтобы делать клетки кардиостимулятора из клеток сердечной мышцы и произвели клетки кардиостимулятора, которые могут биться самостоятельно.
Номодифицированные клетки были ближе к клеткам сердечной мышцы, чем врожденные клетки кардиостимулятора.Другие попытались использовать эмбриональные стволовые клетки, чтобы сделать клетки кардиостимулятора. Но этот подход несет риск генерации раковых клеток: постоянная опасностьиспользование эмбриональных стволовых клеток.
Чо и коллеги, кажется, избежали этих препятствий с удивительной простотой: путем вставки единственного гена непосредственно в клетки сердечной мышцы они имеютпроизведенные клетки кардиостимулятора, которые близко напоминают врожденные и свободны от риска рака.10 лет работы – не законченный все жеИсследование является «кульминацией 10 лет работы в нашей лаборатории, чтобы построить биологический кардиостимулятор как альтернативу электронным устройствам стимуляции», говорит соавторЭдуардо Марбан, директор Семейного профессора Института и Марка С. Сигеля Сердца Кедров Синая.
Marban является также пионером в кардиальном исследовании стволовых клеток и ранее в 2012, он и его команда выпустили результаты клинического испытания, где они возместили убытки сердечного приступа с помощью собственных пациентовстволовые клетки, чтобы повторно вырастить здоровую сердечную мышцу.Исследователи предлагают, если дальнейшие исследования подтверждают свой подход, то терапия могла быть развита, посредством чего Tbx18 вводится dirently в сердце пациентаили путем создания клеток кардиостимулятора в лаборатории и затем пересадки их в сердце пациента.
Однако терапия на основе этого метода все еще далеко, так как дальнейшие исследования, чтобы доказать безопасность и эффективность также требовались бы перед клиническим человекомиспытания можно было рассмотреть.Недавно, американская Сердечная Ассоциация наградила свою престижную молодую премию следователя, Приз Фундаментального исследования Луи Н. и Арнольда М. Каца, Чо для егоработа над биологической технологией кардиостимулятора.
Фонды от центра стволовой клетки сердца совета управляющих кедров Синая, общества ритма сердца, фонда сердца и инсульта Канады, американцаСердечная Ассоциация, Национальное Сердце, Легкое, и Институт Крови и Семейное Профессорство Марка С. Сигеля, помогла финансировать исследование.