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La ricerca del fibroblasto ha potuto piombo alle alternative agli stimolatore cardiaci elettronici impiantati

Negli esperimenti della cavia, gli scienziati di Johns Hopkins hanno fuso le celle comuni del tessuto connettivo catturate dai polmoni con le celle di muscolo del cuore per creare uno stimolatore cardiaco biologico sicuro ed efficace di cui le celle possono infornare da sè e regolamentare naturalmente il battimento ritmico del muscolo.

“Questo lavoro con i fibroblasti potrebbe aprire la strada ad un'alternativa agli stimolatore cardiaci elettronici impiantati,„ dice Eduardo Marbán, M.D., Ph.D., professore e capo della cardiologia a Hopkins ed al suo istituto del cuore. “Un tal “biopacemaker„ è un'opzione potenzialmente importante per i pazienti ad un rischio troppo alto per l'infezione o chi sono fisicamente troppo piccoli per accomodare gli stimolatore cardiaci meccanici.„

Due insiemi “delle celle di cadenza„ electroactive minuscole provocano il ritmo normale del cuore stimolando altre celle contrattare in determinate sequenze. I arrythmias potenzialmente interni accadono quando queste celle di cadenza sono danneggiate o muoiono e gli apripisti impiantati sono stati salvataggio per i 250.000 Americani stimati all'anno che può tollerarli.

I risultati di Hopkins, essere presentato il 16 novembre alle sessioni scientifiche annuali dell'associazione americana del cuore a Dallas, sono fra parecchi approcci che scienziati stanno catturando per sviluppare i biopacemakers. Che cosa incita il Hopkins a avvicinarsi a stia fuori, dice Hee Cheol Cho, il Ph.D., un ricercatore postdottorale della cardiologia a Hopkins, è che i fibroblasti sono trovati in tutto l'organismo, anche in interfaccia. “Proliferano bene e si sviluppano veloci ed una volta fusi con il muscolo di cuore, celle del modulo che sono molto stabili. Quindi, il nostro metodo sembrerebbe al più sicuro ed il più conveniente finora,„ dice.

Altre tecnologie del biopacemaker, note di Cho, adenovirus di uso come componente di terapia genica per portare i geni di cadenza nel cuore, o per usare le combinazioni di terapie delle cellule e del gene che possono causare l'infiammazione cardiaca o la crescita incontrollata delle cellule che causano le aritmia invece di fermata loro.

“È molto difficile da guidare le cellule staminali nella formazione esattamente del genere di cella stato necessario, ma non in modo da con i fibroblasti,„ dice.

Nella sua cavia studia, Cho, con altri a Hopkins, celle di muscolo regolari con successo combinate del cuore che non hanno abilità di cadenza con i fibroblasti catturati dai polmoni degli animali. I fibroblasti erano stati alterati aggiungendo HCN1, un gene che codifica per i canali ionici del potassio e un altro gene, se, che produce le proteine in questione nella segnalazione elettrica, chiamato stimolatore cardiaco incanala. Tali canali sono strutture che permettono i segnali elettrici, gli ioni della proteina, passare dentro e fuori delle celle.

In tre minuti di fusione, le celle date segni di formazione dei loro propri canali ionici del potassio ed hanno cominciato a generare la loro propria corrente elettrica, una tanto come le celle di cadenza naturali del cuore. L'effetto ha durato almeno due settimane. Il gruppo egualmente ha fuso le celle di muscolo del cuore con i fibroblasti di controllo che geneticamente non erano stati alterati, ma nessun'attività dello stimolatore cardiaco si è sviluppata.

L'analisi successiva del tessuto del biopacemaker di Hopkins ha indicato che le celle di muscolo avevano incorporato il gene di cadenza nel loro proprio citoplasma (il materiale dentro la membrana cellulare ma fuori del nucleo) ed erano capaci della generazione della corrente elettrica, efficacemente trasformandoli nelle celle di cadenza. Effettivamente, se fosse espresso soltanto nelle celle del biopacemaker - non in celle di muscolo del cuore da solo o nelle celle di muscolo del cuore fuse con i fibroblasti di controllo.

In un secondo esperimento, quando i fibroblasti geneticamente alterati sono stati iniettati nei cuori degli animali - che chimicamente erano stati rallentati - essi ha fuso con le celle di muscolo del cuore ed ha quadruplicato le frequenze cardiache ai livelli quasi mezzo normali. Gli esami eseguiti per registrare l'attività elettrica dei cuori hanno provato che i fibroblasti del canale dello stimolatore cardiaco, dopo la fusione con il muscolo di cuore, stavano aiutando la guida il battito cardiaco, mentre i fibroblasti di controllo iniettati nei cuori di altre cavie non hanno mostrato aumento nell'attività elettrica.

“Le frequenze cardiache di questi animali si sono dirette verso un arresto, ma i biopacemakers hanno assunto la direzione di,„ Cho dice. Queste celle hanno quadruplicato le frequenze cardiache degli animali, da un battimento ogni due secondi - due battimenti al secondo. “Questo indica che le celle fuse possono infornare spontaneamente, l'marchio di garanzia delle celle di cadenza.„

Mentre gli stimolatore cardiaci elettronici funzionano, presentano le limitazioni, le note Cho. La batteria dell'unità deve essere cambiata periodicamente, un tubo permanente del catetere deve essere impiantato nel torace per permettere l'accesso allo stimolatore cardiaco ed i diodi che portano la corrente elettrica devono essere incassati nel cuore, creante i rischi di infezione.

In un altro esperimento, piombo dal ricercatore Yuji Kashiwakura, Ph.D. della cardiologia di Hopkins, il gruppo di Hopkins ha indicato che un canale ionico alternato del potassio nelle celle di muscolo potrebbe essere convertito in canale ionico di cadenza, un meccanismo di riserva che potrebbe proteggere il cuore dall'avviamento del rifiuto del biopacemaker.