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A pesquisa do fibroblasto podia conduzir às alternativas aos pacemaker eletrônicos implantados

Em experiências da cobaia, os cientistas de Johns Hopkins fundiram as pilhas comuns do tecido conjuntivo tomadas dos pulmões com pilhas de músculo do coração para criar um pacemaker biológico seguro e eficaz cujas as pilhas pudessem despedir no seus próprios e naturalmente regular a batida rítmica do músculo.

“Este trabalho com fibroblasto poderia pavimentar a maneira a uma alternativa aos pacemaker eletrônicos implantados,” diz Eduardo Marbán, M.D., Ph.D., professor e chefe da cardiologia em Hopkins e em seu instituto do coração. “Tal “biopacemaker” é uma opção potencial importante para pacientes em um risco demasiado alto para a infecção ou quem são fisicamente demasiado pequenos acomodar pacemaker mecânicos.”

Dois grupos “de pilhas de passeio electroactive minúsculas” causam o ritmo normal do coração estimulando outras pilhas para contratar em determinadas seqüências. Os arrythmias potencial fatais ocorrem quando estas pilhas de passeio são danificadas ou morrem, e as lebres implantadas foram salva-vidas para os 250.000 americanos calculados um o ano que pode os tolerar.

Os resultados de Hopkins, para ser apresentado o 16 de novembro nas sessões científicas anuais da associação americana do coração em Dallas, estão entre diversas aproximações que os cientistas estão tomando para desenvolver biopacemakers. O que faz o Hopkins se aproximar esteja para fora, diz Hee Cheol Cho, Ph.D., um research fellow pos-doctoral da cardiologia em Hopkins, é que os fibroblasto estão encontrados durante todo o corpo, mesmo na pele. “Proliferam bem e crescem rápidos e quando fundidos com músculo de coração, as pilhas do formulário que são muito estáveis. Assim, nosso método pareceria ao mais seguro e o mais conveniente até agora,” diz.

Outras tecnologias do biopacemaker, notas de Cho, vírus adenóides do uso como parte da terapia genética para levar genes de passeio no coração, ou para usar combinações de terapias do gene e de célula estaminal que podem causar a inflamação cardíaca ou o crescimento descontrolado da pilha que causam arritmias em vez das parar.

“É muito difícil guiar células estaminais em formar exactamente o tipo da pilha necessário, mas não assim que com fibroblasto,” diz.

Em sua cobaia estuda, Cho, junto com outro em Hopkins, as pilhas de músculo regulares com sucesso combinadas do coração que não têm nenhuma capacidade de passeio com os fibroblasto tomados dos pulmões dos animais. Os fibroblasto tinham sido alterados adicionando HCN1, um gene que codificasse para os canais do íon do potássio, e um outro gene, se, que produzisse as proteínas envolvidas na sinalização elétrica, chamado pacemaker canaliza. Tais canais são as estruturas que permitem sinais elétricos, os íons da proteína, para passar dentro e fora das pilhas.

Dentro de três minutos da fusão, as pilhas mostraram sinais de formar seus próprios canais do íon do potássio e começaram a geração sua muito a possuir a corrente elétrica, uma bem como as pilhas de passeio naturais do coração. O efeito durou pelo menos duas semanas. A equipe igualmente fundiu pilhas de músculo do coração com fibroblasto do controle que não tinham sido alterados genetically, mas nenhuma actividade do pacemaker tornou-se.

A análise subseqüente do tecido do biopacemaker de Hopkins mostrou que as pilhas de músculo tinham incorporado o gene de passeio em seu próprio citoplasma (o material dentro da membrana de pilha mas fora do núcleo) e eram capazes de gerar uma corrente elétrica, eficazmente transformando os em pilhas de passeio. Certamente, se foi expressado somente nas pilhas do biopacemaker - não em pilhas de músculo do coração apenas ou nas pilhas de músculo do coração fundidas com fibroblasto do controle.

Num segundo a experiência, quando os fibroblasto genetically alterados foram injectados nos corações dos animais - que tinham sido retardados quimicamente - eles fundiu com pilhas de músculo do coração e quadruplicou frequências cardíacas aos níveis quase metade-normais. Os testes executados para gravar a actividade elétrica dos corações mostraram que os fibroblasto do canal do pacemaker, após a fusão com músculo de coração, ajudavam o guia a pulsação do coração, quando os fibroblasto do controle injetados nos corações de outras cobaias não mostraram nenhum aumento na actividade elétrica.

De “as frequências cardíacas estes animais foram dirigidas para uma parada programada, mas os biopacemakers tomaram sobre,” Cho diz. Estas pilhas quadruplicaram as frequências cardíacas dos animais, de uma batida a cada dois segundos dois por segundo das batidas. “Isto mostra que as pilhas fundidas podem despedir espontâneamente, a indicação de pilhas de passeio.”

Quando os pacemaker eletrônicos funcionarem, têm limitações, notas Cho. A bateria do dispositivo deve ser mudada periòdicamente, uma câmara de ar permanente do cateter deve ser implantada na caixa para permitir o acesso ao pacemaker, e os diodos que levam a corrente elétrica devem ser encaixados no coração, criando riscos da infecção.

Em uma outra experiência, conduzida pelo research fellow Yuji Kashiwakura da cardiologia de Hopkins, Ph.D., a equipe de Hopkins mostrou que um canal alternativo do íon do potássio nas pilhas de músculo poderia ser convertido a um canal de passeio do íon, um mecanismo alternativo que poderia proteger o coração de provocar a rejeção do biopacemaker.