Американские ученые предложили новый способ восстановления сердца после инфаркта — с помощью вживления в него бактерий, выделяющих кислород в результате фотосинтеза. В докладе в журнале Science Advances говорится, что испытания успешно прошли на лабораторных крысах, но ученые надеются, что в будущем метод удастся применять и к людям.
Инфаркт миокарда возникает из-за нарушения кровоснабжения сердечной мышцы. Лишенные кислорода клетки гибнут в течение 15 – 20 минут, и образуется участок некроза. Позднее, если больной выжил, отмершие клетки замещаются соединительной тканью, и на сердечной мышце возникает своего рода шрам – рубец.
Если бы у врачей была возможность экстренно снабжать сердечную мышцу кислородом, пока кровоснабжение не будет восстановлено, то риск гибели пациента при инфаркте значительно снизился бы. Ученые из Стэнфордского и Пенсильванского университетов под руководством кардиохирурга Джозефа Ву (Y. Joseph Woo) предложили весьма необычный метод временной поставки кислорода к миокарду. Снабжать сердце кислородом, по замыслу авторов, должны фотосинтезирующие бактерии.
В эксперименте были использованы бактерии Synechococcus elongatus. Подобно растениям они обладают способностью к фотосинтезу, то есть используют энергию солнечного света для синтеза органических соединений. Причем, если обычно фотосинтезирующие бактерии используют так называемые бактериохлорофиллы, которые участвуют в фотосинтезе без выделения кислорода, то у Synechococcus elongatus и его родственников из типа цианобактерий имеется, как и у растений, хлорофилл a, поэтому они при фотосинтезе выделяют в качестве побочного продукта кислород. Synechococcus elongatus часто используется в качестве модельного организма при изучении циркадных ритмов или в экспериментах по увеличению производства биотоплива.
На этот раз ученые заразили бактериями Synechococcus elongatus сердечные мышцы крыс. После этого на крысах провели хирургическую операцию, вскрыв грудную клетку и перекрыв основные коронарные артерии, то есть искусственно вызвали инфаркт. После этого сердца крыс оставались на свету, так что бактерии имели возможность для фотосинтеза.
Спустя десять минут после индуцированного инфаркта содержание кислорода в сердечной мышце крыс возросло в 25 раз. А через сорок пять минут сердца крыс с фотосинтезирующими бактериями перекачивали на 60 % больше крови, чем сердца тех, которые получили бактерий, но не были оставлены на свету.
Джозеф Ву и его коллеги считают, что, если удастся добиться сохранения сердечной функции в таком же объеме у людей с инфарктом, то это будет иметь огромные клинические последствия, фактически способствуя предотвращению сердечной недостаточности. Ученые провели анализ крови у перенесших такую операцию крыс спустя неделю после выздоровления и не нашли свидетельств распространения бактерий по организму или каких-либо вызванных бактериями патологических проявлений.
