Ученые выяснили, как ботулотоксин действует на клетки сердца

Ботулинический токсин А — один из самых опасных токсинов, его вырабатывают бактерии Clostridium botulinum. Способность блокировать нервно-мышечную передачу сигнала обеспечила его популярность во многих сферах медицины: косметическая медицина, неврология, кардиология и прочие.

Ботулотоксин было предложено использовать для борьбы с одним из наиболее частых (примерно у 40% больных) и опасных послеоперационных осложнений в кардиохирургии — послеоперационной аритмией. Считается, что препарат блокирует проведение импульсов по нервным волокнам без непосредственного повреждения сердечной мышцы. Однако ранее исследования ботулотоксина А не проводили на кардиомиоцитах — только на нервных клетках.

Сотрудники МФТИ вместе с медиками из МОНИКИ имени М. Ф. Владимирского и НМИЦ имени академика Е.Н. Мешалкина обрабатывали кардиомиоциты новорожденных крысят и кардиомиоциты человека, полученные из стволовых клеток, ботулотоксином А (к нему также добавляли аминосахар хитозан, который ускоряет и продлевает действие препарата), а затем проводили электрофизиологические исследования. Так, они применили метод patch-clamp, который позволяет при помощи микропипетки захватить небольшой участок клеточной мембраны и измерить протекающие через него ионные токи — именно последние обеспечивают возбуждение клетки. Оказалось, что ботулотоксин снижает возбудимость клеточных слоев, как предполагают авторы, за счет частичной блокады тока натрия.

«Комбинация с хитозаном показала на порядок более сильный ингибирующий эффект. Кроме того, ингибирующее действие ботулинического токсина А не является постоянным и исчезает через 12 дней культивирования клеток в среде, не содержащей этого токсина. Таким образом, его антиаритмический эффект связан не только с угнетением нервной системы, но и с непосредственным действием на ткани сердца», — объясняет Константин Агладзе, заведующий лабораторией биофизики возбудимых систем МФТИ.

Такой результат позволяет предлагать инъекции ботулотоксина как альтернативу абляции сердца — процедуры, в ходе которой патологически возбуждаемые кардиомиоциты погибают. Такое повреждение необратимо, тогда как временная химическая блокада позволит пациенту пережить опасный послеоперационный период.