«Прямо сейчас этот результат может быть очень полезен для клинических исследований механизмов сердца, и в будущем мы могли потенциально остановить приступы аритмии в пациентах при нажатии кнопки», говорят соответствующий автор относительно исследования и глава Лаборатории MIPT Биофизики Легковозбудимых Систем, профессора Константина Агладзе.Он и его коллеги из лаборатории исследуют сердечную разработку. В частности, его команда преуспела в том, чтобы вырастить ткань сердечной мышцы на основании «шелка паука».
Ученые теперь двинулись от растущей мышечной ткани до того, чтобы находить способы управления им.Функциональные расстройства в сердечных мышцах, особенно аритмия (нерегулярное сердцебиение), среди наиболее распространенных сердечных патологий. Каждый восьмой смертельный случай в мире вызван острой аритмией.
Чтобы изучить этот тип болезни сердца, важно быть в состоянии создать «аритмию в пробирке», которая является тем, для чего используется azoTAB (азобензол trimethylammonium бромид – измененная версия азобензола).Его молекула состоит из двух бензольных колец, связанных мостом двух атомов азота.
Если молекула освещена с Ультрафиолетовым светом, бензольные кольца меняют положение друг относительно друга, они «сворачиваются», и под влиянием видимого света кольца возвращаются к их оригинальной конфигурации. azoTAB молекула может поэтому существовать в двух государствах, переключающихся между ними под влиянием радиации.Агладзе и его коллеги «учили» azoTAB молекулы управлять кардиомиоцитами так, чтобы одна конфигурация не предотвращала добровольные (пассивные) сокращения, и другие (активные) «дезактивированные» сокращения. Используя устройство, подобное проектору, но с лазером вместо лампы, ученые создали в каждом пункте необходимую концентрацию активной формы azoTAB. Это позволило им управлять кардиомиоцитами в каждом отдельном моменте сердца.
Однако точный механизм действия azoTAB на клетках остался неясным.Ученые теперь были в состоянии объяснить, как различные формы azoTAB затрагивают кардиомиоциты.
Ионные каналы используются, чтобы передать «команды» от одной клетки до другого; они действуют как «ворота», позволяющие ионы проходить через клеточные мембраны. В кардиомиоцитах есть различные типы каналов, способных к разрешению калия, натрия или ионов кальция, чтобы пройти.
Агладзе предложил, чтобы azoTAB затронул проходимость некоторых из этих каналов. Ученые провели эксперимент на клетках сердечной мышцы, которые были помещены в решение azoTAB в двух различных концентрациях. Они были тогда выставлены свету различных длин волны в диапазоне ПОЧТИ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО СВЕТА.
Когда каждый из каналов был исследован, оба другие были дезактивированы, используя вещества ингибитора, и кардиомиоциты были изолированы друг от друга.Было найдено, что после трех минут воздействия активной формы azoTAB, тока через каналы кальция и натрия, уменьшенные больше чем двумя разами, и в канале калия, это увеличилось полтора раза.
И после того, как azoTAB был удален, моя клетки, функция ионных каналов быстро возвратилась к ее нормальному состоянию.Эксперимент показал, что эффект azoTAB на клетке обратим.
Это будет означать, что результаты экспериментов будут в состоянии использоваться в исследовании и клинической практике, которая могла потенциально привести к эффективному лечению аритмий.Работа началась с японских коллег в Киото, но конечные результаты были достигнуты только теперь в MIPT.