Белодробна клапа от колаген се справя с детски сърдечни болести

Акценти

Изследователите от Националния институт по здравеопазване и медицински изследвания Inserm, Франция, създават белодробна клапа от човешки колаген, която би могла да промени нещата при лечението на детските сърдечни заболявания като тетралогията на Fallot.

Клапа от човешки клетки

Екипът на Inserm, чийто ръководител е д-р Фабиен Кавецки, разработва биологична белодробна клапа от ново поколение. Устройството е от листи, богати на колаген, които се произвеждат от клетките. Подходът се създава от десетилетие в лабораторията на Inserm и Университета в Бордо. Състои се от култивиране на човешки клетки в лабораторията, за да бъдат получени отлагания на извънклетъчна матрица, която е богата на колаген. Колаген, защото този протеин помага за поддържането на много тъкани и органи в човешкото тяло.

Колагеновите отлагания образуват листове, които учените използват за създаването на белодробни клапи. Голямото предимство е, че няма разлика в колагена между отделните хора и затова организмът не приема биологичните и денатурирани листове като чужди тела, които трябва да бъдат отхвърлени.

Първият тест, през който листове за реконструкция на белодробна клапа преминават е върху изкуствено сърце, което възпроизвежда точно функционирането на човешкото сърце и контролира сърдечния ритъм с помощта на пневматични мускули. Моделът е разработен от американските колеги на френските учени от Масачузетския технологичен институт.

След тази проверка идва ред на втора. Този път заедно със сърдечните хирурзи от Университетската болница в Бордо, изследователите имплантират клапата в овца за седем дни като извършват същите хирургични процедури и използват същите инструменти, които се прилагат и използват при подобен вид интервенции при хората.

„Получихме доказателства, че проектираната от нас клапа е функционална и може лесно да бъде имплантирана, а това е важно и обещаващо, ако искаме да пристъпим към клинични проучвания. Имплантирането на клапата позволи да се възстанови посоката на кръвообращението през белодробния път, при това без да има изтичане“, коментира тестовете д-р Кавецки.

Екипът установява, че седем дни след имплантирането клапата успява да се приспособи към естествената тъкан на животното. И не само това. „Успяхме да видим наличието на гладкомускулни клетки върху нашата клапа, а те ще играят важна роля в нейния растеж и ново моделиране“, разясняват ръководителят на изследването.

Данните, които получават от модела, позволяват на учените да изработят и цифров модел. В бъдеще той ще позволи преди извършването на имплантации в животни различните биоматериали да бъдат тествани и да се определи тяхната функционалност и доколко са полезни.

„Дигиталният модел, но и изкуственото сърце могат да са ценни инструменти за изследователи и хирурзи и да им позволят тестването на нови биоматериали и медицински устройства. Има и друга възможност и тя е обучението в нови хирургически подходи, които да бъдат усвоени преди да се пристъпи към опити с животни и клинични изпитвания при хора“, казва д-р Фабиен Кавецки.

Резултатите и бъдещето на устройството

Както става ясно от статията, публикувана в списанието Science Translational Medicine, проучването открива нови пътища за лечение за децата, страдащи от тетралогията на Fallot, за която настоящите терапии причиняват множество усложнения.

Тетралогията на Fallot е вроден сърдечен дефект. Заболяването засяга едно на 4000 новородени. При тази малформация кръвта циркулира трудно между сърцето и белите дробове и на практика бебето няма достатъчно кислород в кръвта. Затова се налага операция, задачата на която е да разшири белодробния път и да реконструира клапата, за да бъде възстановено нормалното преминаване на кръвта. За целта лекарите използваттака наречените биологични листчета, които са направени от химически обработени животински тъкани или синтетични мембрани от тефлон.

И двата варианти имат сериозни недостатъци. Един от проблемите е свързан с реакцията на имунната система, която се стреми да отхвърли чуждите тела. Когато към това се добави и хроничната възпалителна реакция, ситуацията се усложнява и може да доведе до тромбоза.

Клапите, които са направени от тези материали, благоприятстват развитието на бактериални инфекции. И не на последно място те не са съобразени с израстването на детето и промените, които настъпват в организма му, а това означава, че се налагат операции за смяна на клапата.

В този смисъл, създадената от екипа на д-р Фабиен Кавецки клапа, може да се окаже решението на проблемите и особено на свързаните с усложненията и нежеланите реакции. Всичко това ще стане ясно обаче след провеждането на клиничните изпитвания. Преди да се стигне до тях екипът ще продължи с тестове с животински модели.

Предстои имплантирането на клапата в животни първо за период четири месеца, а след това за една година. Основната задача е да се гарантира, че клапата не само може да функционира продължително, но и да поддържа растежа на животното с течение на времето. Едва след тези тестове и при условие, че резултатите са убедителни, ще започнат клиничните изпитвания.

Екипът очаква решение за патент за използването на биоматериала и се надява в бъдеще да тества полезността при различни сърдечносъдови заболявания не само при деца, но и при възрастни.