Новый этап в разработке безопасных лекарств стал возможен благодаря учёным Московского физико-технического института (МФТИ) и Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН (ИЦиГ СО РАН). Исследовательская команда под руководством профессора Константина Агладзе впервые применила созданную искусственную сердечную ткань для точной оценки кардиотоксичности препаратов. Этот инновационный метод позволяет на ранних этапах выявлять риск развития тахиаритмий — опаснейших форм нарушений сердечного ритма, что значительно повышает уровень безопасности новых медикаментов.
Важный шаг к персонализированной медицине
Традиционно тестирование потенциальных побочных эффектов лекарств для сердца проводится сначала на животных, а затем на клетках человека. Но, как показывают исследования, существенные различия между клетками животных и человека могут привести к неожиданным результатам уже на финальной стадии клинических испытаний. Это порождает необходимость создания более совершенных и достоверных моделей для проведения таких тестов.
Россия уверенно движется навстречу будущему медицины. На смену старым подходам приходит уникальная методика, которая делает акцент на использование современных биотехнологий — работа с индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (ИПСК). В лаборатории МФТИ эти клетки получили новую жизнь и стали основой для выращивания настоящей сердечной ткани человека. Такой подход исключает ошибки, связанные с межвидовыми различиями, и позволяет тестировать медикаменты в наиболее приближённых к реальным условиям.
Как создаётся сердечная ткань в лабораторных условиях
Работа с ИПСК отличается высокой точностью. Исходным материалом могут выступать небольшое количество крови или элементарный кожный соскоб. После специальной генетической обработки эти клетки перепрограммируются в универсальные, которые затем целенаправленно превращают в кардиомиоциты — клетки, формирующие сердечную мышцу. Так удаётся получить слой сердечной ткани, полностью схожий по структуре и свойствам с тканью настоящего человеческого сердца.
Данная система применяется для анализа реакции ткани на введение различных лекарственных средств. Если вещество вызывает хаотичные сокращения — образование множества спиральных волн электрического возбуждения, — это указывает на возможность появления аритмии у пациента. Процесс наблюдается при помощи новейших технологий: флуоресцентной метки и высокоскоростной видеосъёмки, что гарантирует небывалую точность диагностики.
Практический вклад Константина Агладзе и его команды
Заведующий лабораторией биофизики возбудимых систем МФТИ Константин Агладзе подчёркивает огромную роль разработанной методики для врачей и фармацевтических компаний. В краткосрочной перспективе новая система позволяет быстро и надёжно определять степень опасности того или иного соединения для сердечной ткани человека. Используемое лабораторное «сердце» способно не только оценить, насколько лекарство безопасно для здоровых людей, но и стать фундаментом для персонализированных паспортов чувствительности к препаратам для каждого пациента индивидуально.
Благодаря применяемым технологиям учёные научились выращивать необходимое количество клеток всего за несколько дней. Слой клеток помещается на специальную подложку, а исследуемое вещество внедряется в структуру ткани. При появлении патологических волн возбуждения существует высокая вероятность развития тахиаритмии у людей, принимающих это лекарство. Такие тесты можно теперь проводить без участия лабораторных животных, что также способствует более этичному отношению к научной работе.
Перспективы и новая эра фармакотестирования
Коллектив разрабатывает идеи по дальнейшему совершенствованию метода. Так, учёные рассматривают создание трёхмерных образцов сердечной ткани, что позволит проводить одновременный скрининг десятков препаратов, существенно ускоряя процесс отбора и производства эффективных и безопасных медицинских средств. Это открывает путь к высокопроизводительным исследованиям и максимально быстрой проверке большой группы химических соединений, что не только экономит ресурсы, но и значительно увеличивает надёжность итоговых результатов.
Передовая технология уже сейчас является значительным прорывом для моделирования заболеваний сердца и поиска новых лекарств. Специалисты уверены, что подобные комплексные решения помогут вывести российскую биомедицинскую науку на передовые позиции в мире.
Позитивные изменения для медицины будущего
Поддержка исследования со стороны Российского научного фонда стала залогом успешной реализации проекта и дальнейшего развития инновационных идей. Методика Константина Агладзе демонстрирует огромный потенциал для внедрения в практику не только фармацевтических компаний, но и медицинских центров, где индивидуальный подбор лекарств может быть реализован в кратчайшие сроки и с максимальной точностью.
Таким образом, совместная работа МФТИ и ИЦиГ СО РАН под руководством выдающихся российских учёных уже изменила подходы к оценке безопасности препаратов. Прогрессивные методы, выросшие из лабораторий, несут надежду пациентам с сердечно-сосудистыми заболеваниями, а также открывают двери в мир высокотехнологичного здоровья, где каждый сможет рассчитывать на максимально эффективную и безопасную медицинскую помощь.
Работа финансировалась грантом Российского научного фонда.
