Используя высокотехнологичные модели человеческого сердца, исследователи Университета Джона Хопкинса, совместно с немецкими учеными из Университета Германии, показали, что лучи света могут заменить электрический ток при лечении пациентов, страдающих от расстройства сердечного ритма. Результаты, полученные командой во главе с Натальей Трояновой, способны проложить путь для нового типа имплантируемых дефибрилляторов.
Современные устройства выпускают электрические импульсы, которые являются чрезвычайно болезненными и могут повредить ткани сердца. Лечение светом, по мнению создателей, должно обеспечить более безопасное и деликатное воздействие для пациентов с высоким риском развития аритмии, нерегулярного сердцебиения, которое может привести к внезапной сердечной смерти в течение нескольких минут.
Троянова и ее коллеги использовали последние достижения в области оптогенетики, когда светочувствительные белки встраиваются в живую ткань, что позволяет использовать источники света для изменения электрической активности в клетках. «Мы работаем над оптической дефибрилляцией сердца, где свет будет применен к пациенту, который испытывает сердечный приступ, и мы сможем восстановить нормальное функционирование сердца безболезненным способом», поясняют изобретатели метода.
Международная группа ученых провела два различных типах исследований. Немецкие эксперты провели испытания на сердцах мышей, клетки которых были генетически сконструированы для экспрессии белков, реагирующих на свет и изменяющих электрическую активность. Когда исследователи вызвали фибрилляции желудочков в сердце мыши, световой импульс в течение одной секунды смог восстановить нормальный ритм. «Это очень важный результат. Это показывает, что мы впервые экспериментально доказали, что свет может быть использован для дефибрилляции сердечной аритмии», говорит соавтор Tobias Bruegmann.
Американские ученые провели аналогичный эксперимент в рамках детальной компьютерной модели человеческого сердца. «Наши расчеты показывают, что световой импульс к сердцу может остановить нарушения сердечного ритма у данного пациента» , отметили авторы. «В дополнение к демонстрации возможностей оптогенетики в дефибрилляции в виртуальном сердце пациента, моделирование показало точные способы, с помощью которых свет изменяет коллективное электрическое поведение клеток в сердце, чтобы достичь желаемого прекращения аритмии».