Предложен фототерапевтический подход к борьбе с опасными аритмиями

Любой сердечный ритм, отличающийся от нормального синусового, называют аритмией. Причин возникновения этого патологического состояния, равно как и типов, очень много, однако самые опасные из них обусловлены появлением в миокарде (ткани сердечной мышцы) спиральных волн. В лучшем случае они повышают риски тромбозов сосудов сердца, а в худшем могут привести к фатальному нарушению его работы.

Бороться с аритмиями можно при помощи лекарств, имплантации кардиостимулятора, который подает разряд, «обнуляющий» возбуждение клеток, а также лазерной абляции, или прижигания здоровых тканей, что создает физическую помеху для распространения спиральной волны. Сотрудники МФТИ и МОНИКИ имени М. Ф. Владимирского рассмотрели альтернативный метод лечения аритмии, основанный на фотоконтроле возбудимости сердца. Для этого они использовали на монослоях кардиомиоцитов бромид азобензола триметиламмония (AzoTAB), который под действием ультрафиолетового света меняет свою форму и подавляет спонтанную активность и скорость распространения возбуждения. Обратный переход возможен при его освещении синим светом.

«AzoTAB создает эффект “юлы на столе”, которая является аналогом спирали. Если стол наклонить, юла наклонится вместе с ним и просто уедет со стола, — рассказал об исследовании Андрей Бережной, сотрудник лаборатории экспериментальной и клеточной медицины МФТИ. — Введя в кровоток аналогичное AzoTAB фотоконтролирующее вещество и воздействуя светом, можно менять свойства ткани: сдвигать спираль аритмии в зависимости от того, куда направлен ультрафиолет, и в конечном итоге избавиться от волны. При этом, в отличие от некоторых других способов борьбы с аритмией, мы не используем никаких инвазивных инструментов или аппаратов сердечного сканирования».

Применять именно AzoTAB для лечения аритмий нельзя, поскольку он токсичен, однако на его модели была показана принципиальная возможность такой фототерапии. Также с его помощью авторы смогли смоделировать смещения волн возбудимости, которые могут пойти не только по пути уменьшения, но даже и возбуждения.

«Чтобы объяснить этот эффект, мы воспроизвели эксперименты в компьютерной модели, и она наглядно показала, что для объяснения механизма наблюдаемого дрейфа необходимо не только изменение коэффициентов возбудимости (ионных токов), но и коэффициента диффузии в среде», — прокомментировала Валерия Цвелая, заведующий лабораторией экспериментальной и клеточной медицины МФТИ.

Дальнейшие эксперименты позволят не только подробнее изучить механизмы распространения спиральных волн в тканях сердца, но и подобрать оптимальные персонифицированные протоколы для устранения аритмий.