Новая генная терапия помогает клеткам сердечной мышцы активироваться у живых мышей


Биомедицинские инженеры из Университета Дьюка продемонстрировали генную терапию, которая помогает клеткам сердечной мышцы электрически активироваться у живых мышей. Впервые продемонстрированный в своем роде, этот подход включает в себя инженерию бактериальных генов, которые кодируют ионные натриевые каналы, и может привести к созданию терапии для лечения широкого спектра электрических заболеваний и расстройств сердца.

Результаты исследования опубликованы 2 февраля в журнале Nature Communications.

"Мы смогли улучшить способность клеток сердечной мышцы инициировать и распространять электрическую активность, чего трудно добиться с помощью лекарств или других средств", - сказал Ненад Бурсак, профессор биомедицинской инженерии в Дьюке. "Метод, который мы использовали для доставки генов в клетки сердечной мышцы мышей, как было показано ранее, сохраняется в течение длительного времени, что означает, что он может эффективно помочь сердцам, которые пытаются биться так регулярно, как должны".

Натриево-ионные каналы - это белки во внешних мембранах электрически возбудимых клеток, таких как клетки сердца или мозга, которые передают электрические заряды внутрь клетки. В сердце эти каналы сообщают мышечным клеткам, когда сокращаться, и передают команду дальше, чтобы орган перекачивал кровь как единое целое. Однако поврежденные клетки сердца, будь то в результате болезни или травмы, часто полностью или частично теряют свою способность передавать эти сигналы и объединять усилия.

Одним из подходов исследователей к восстановлению этой функциональности является генная терапия. Доставляя гены, ответственные за создание белков натриевых каналов, этот метод может производить больше ионных каналов в больных клетках, чтобы повысить их активность.

К сожалению, у млекопитающих гены натриевых каналов слишком велики, чтобы поместиться в вирусы, используемые в настоящее время в современной генной терапии людей. Чтобы обойти эту проблему, Бурсак и его лаборатория обратились к более мелким генам, которые кодируют аналогичные натриевые ионные каналы у бактерий. Хотя эти бактериальные гены отличаются от своих человеческих аналогов, эволюция сохранила много сходств в конструкции каналов с тех пор, как многоклеточные организмы произошли от бактерий сотни миллионов лет назад.

Несколько лет назад Хунг Нгуен, бывший докторант лаборатории Бурсака, который сейчас работает в Fujifilm Diosynth Biotechnologies, мутировал эти бактериальные гены так, чтобы каналы, которые они кодируют, стали активными в клетках человека.

В новой работе нынешний докторант Тянью Ву дополнительно оптимизировал содержание генов и объединил их с "промотором", который ограничивает производство каналов исключительно клетками сердечной мышцы. Затем исследователи проверили свой подход, доставив вирус с бактериальным геном в вены мыши, чтобы он распространился по всему организму.

"Мы работали над тем, чтобы найти, где на самом деле формируются ионные каналы натрия, и, как мы надеялись, обнаружили, что они попадают только в рабочие мышечные клетки сердца в предсердиях и желудочках", - сказал Ву. "Мы также обнаружили, что они не попадают в клетки сердца, в которых происходит сердцебиение, чего мы также хотели избежать"

Этот метод генной терапии только доставляет дополнительные гены внутрь клетки; он не пытается вырезать, заменить или переписать существующую ДНК каким-либо образом. Ученые считают, что такие гены производят белки, свободно плавая внутри клетки, используя существующие биохимические механизмы. Предыдущие исследования с использованием этого вирусного метода доставки генов показывают, что пересаженные гены должны оставаться активными в течение многих лет.

В качестве доказательства концепции, испытания на клетках в лабораторных условиях показывают, что лечение улучшает электрическую возбудимость в достаточной степени, чтобы предотвратить такие нарушения, как аритмия. На живых мышах результаты показывают, что натриевые ионные каналы активны в сердцах, что свидетельствует о тенденции к улучшению возбудимости. Однако необходимы дальнейшие испытания, чтобы определить, насколько улучшилось состояние всего сердца, и достаточно ли этого для восстановления электрической функции в поврежденных или больных тканях сердца, чтобы использовать их в качестве эффективного лечения.

Ученые уже определили различные гены бактериальных натриевых каналов, которые лучше работают в предварительных стендовых исследованиях. Команда также сотрудничает с лабораториями Крейга Энрикеса, профессора биомедицинской инженерии в Дьюке, и Эндрю Ландстрома, директора Программы стипендиатов Дьюка по педиатрическим исследованиям, чтобы проверить способность этих генов восстанавливать функциональность сердца в мышиных моделях, имитирующих сердечные заболевания человека.
Сейчас читают новости России и мира
Комментарии
Добавить
  • aggressiveair_kissangelbadbbbeach
    beeebiggrinbig_bossblumblum3blushboast
    bombboredombubabuba_phonebyeclappingcray
    crazycurtseydance2dance4dash1diablodirol
    downloaddrinksfeministfirst_moveflirtfriendsgamer1
    girl_blumgirl_cray2girl_devilgirl_drink1girl_hahagirl_hospitalgirl_witch
    give_heartgive_rosegoodhang1hearthelphi
    hunterireful1kingkisslaugh1lazylol
    mail1musicnegativenew_russianokpadonakpopcorm1
    prevedrtfmrussian_rusarcasticshoksmiletraining1
    vampirewink2