Исследователи предложили новый вариант терапии инфаркта стволовыми клетками. На поврежденную область миокарда накладывается микроигольчатый пластырь, содержащий стволовые клетки костного мозга. 

Китайские исследователи создали имплантируемое устройство, улучшающее регенерацию сердца, — пьезоэлектрический микроигольчатый пластырь. В работе стволовые клетки загружали в электроактивный микроигольчатый пластырь, который размещали на поврежденном участке миокарда крысы. Устройство изготовляли из биоразлагаемого полилактата методом сверххолодной формовки. На пластыре располагалось 12 конусообразных игл, каждая с 24 порами. Мезенхимальные стволовые клетки получали из костного мозга, помещали в пластырь и накладывали его на зону инфаркта. Они оставались внутри пористых игл, но обеспечивали паракринный эффект (выделяли сигнальные молекулы, влияющие на соседние клетки).

Полилактат, помимо биоразлагаемости, имеет еще одно полезное свойство — он относится к пьезоэлектрикам, то есть способен преобразовывать механическую энергию (например, ультразвука) в электрическую. Авторы предположили, что пьезоэлектрическая стимуляция, создаваемая микроиглами, усилит активность стволовых клеток и реакции самовосстановления кардиомиоцитов. Воздействие ультразвука и генерация пьезоэлектричества не повлияли на их жизнеспособность.

Присутствие мезенхимальных стволовых клеток костного мозга значительно снижало скорость апоптоза кардиомиоцитов при их совместной инкубации в условиях гипоксии. Изменения в экспрессии генов кардиомиоцитов также указывало на активацию их регенеративного потенциала.

Авторы оценили терапевтическое действие устройства на крысах с острым инфарктом миокарда. Было сформировано пять групп животных: в одной группе инфаркт не лечили, другой делали инъекции стволовых клеток в сердце, третьей на левый желудочек сердца накладывали пленку из полимера с пьезоэлектрическими свойствами, четвертой — пустой микроигольчатый пластырь и пятой — микроигольчатый пластырь со стволовыми клетками. Животных трех последних групп также обрабатывали ультразвуком (один раз в 8 часов на протяжении трех суток), чтобы вызвать электростимуляцию.

Стволовые клетки внутри пластыря оказались более жизнеспособными, чем введенные инъекционно. ЭхоКГ показало худшие результаты у крыс, получивших инъекцию стволовых клеток, даже по сравнению с контролем без лечения. В то же время у всех групп с полимерными имплантатами сократительные способности сердца были лучше, что авторы связывают с электрической стимуляцией моноцитов и макрофагов. У крыс с имплантатом, содержащим стволовые клетки, снизилось соотношение воспалительных моноцитов к противовоспалительным — это может предотвратить повреждения ткани в периинфарктной области. У них также уменьшился некроз кардиомиоцитов и улучшилось ремоделирование сердечной ткани, были снижены проявления фиброза, ткань передней стенки сердца на 28-й день оказалась более толстой.

Источник: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeb4840