Инфаркт развивается вследствие нарушения или полной блокады кровотока в коронарной артерии. Поскольку кровь не доставляет кислород к сердечной мышце, ткани начинают отмирать.
В процессе хирургического вмешательства врачи проводят удаление препятствия в артерии, что способствует восстановлению кровотока. Тем не менее, сердечной мускулатуре потребуется от нескольких недель до нескольких месяцев для полного восстановления. При этом возникает дополнительная сложность: если процесс регенерации сердечной ткани затянется, на ней сформируется рубцовая ткань, что затруднит работу органа. В дальнейшем это может спровоцировать сердечную недостаточность.
«Сердечная мышца обладает крайне низкой способностью к восстановлению . Способность к самовосстановлению крайне мала», — Ке Ченг — профессор биомедицинской инженерии, работающий в Колумбийском университете.
Препараты, способствующие регенерации сердечных клеток, могли бы уменьшить вероятность летального исхода при сердечной недостаточности, но их доставка к сердцу представляет собой серьезную проблему. В отличие от других органов, таких как печень, легкие и селезенка, которые способны удерживать лекарственные вещества, сердце не обладает подобными естественными механизмами накопления. В настоящее время единственным способом является хирургическое вмешательство и непосредственное введение лекарства в сердечную мышцу.
В связи с этим профессор Ченг и его соратники решили разработать лекарственный препарат, способный стимулировать сердце к выработке собственных средств для восстановления. Исследователи обратили внимание на гормон, известный как предсердный натрийуретический пептид (ПНП), поскольку он способствует формированию новых кровеносных сосудов, ослабляет воспалительные процессы и подавляет образование рубцовой ткани.
В ходе исследований на мышах ученые сопоставляли состояние сердец новорожденных и взрослых животных после перенесенного инфаркта. Было установлено, что концентрация определенного гормона в сердечной мышце новорожденных мышей возрастала более чем в 25 раз по сравнению с обычным уровнем, тогда как у взрослых – примерно в 10 раз, что может оказаться недостаточным для полного восстановления после сердечного приступа. Однако, что произойдет, если искусственно увеличить концентрацию этого гормона?
«Основополагающим принципом является обучение, заимствующее опыт у природы. После перенесенного инфаркта сердце новорожденного автоматически производит большее количество данной молекулы. По мнению доктора Ченга, именно это свойство позволяет молодым сердцам восстанавливаться. Взрослому организму, напротив, не хватает выработки этого гормона, однако нам удалось разработать метод, позволяющий устранить подобный недостаток».
Ученые давно были осведомлены о возможностях этого гормона. Однако, при попадании в организм с помощью обычных лекарственных форм, он немедленно разрушается. В связи с этим, исследователи решили отказаться от разработки методов доставки препаратов непосредственно к сердцу.
В качестве альтернативы, они создали препарат, аналогичный мРНК-вакцинам. Как и эти вакцины, передающие организму инструкции для противодействия вирусу, искусственно созданная наночастица направляет мышечную ткань на выработку молекулы, необходимой для восстановления сердечной мышцы. Введение препарата посредством однократной инъекции в мышцу бедра или плеча, где происходит синтез данной молекулы, обеспечивает её поступление в кровоток. Затем она достигает сердца, где трансформируется в терапевтический гормон .
«Суть метода в том, что для его реализации не требуется воздействие на сердце или хирургическое вмешательство. Достаточно ввести препарат посредством инъекции в руку», – поясняет профессор.
Наночастица, попавшая в организм, распадается в течение нескольких дней, но до этого успевает спровоцировать клетки на самовоспроизведение и дальнейшее производство гормона в течение месяца.
Новый метод уже был испытан на мышах и свиньях. Полученные результаты свидетельствуют о том, что всего один укол может способствовать восстановлению тканей сердца, получивших повреждения. В ходе исследований также оценивалась эффективность инъекции при проведении терапии с задержкой.
«Мы предполагаем, что инъекция окажется действенной, даже если у пациента был инфаркт за несколько недель до начала лечения», — заявил доктор Ченг.
