Ученые из центра Регенеративной медицины Макюэн разработали первые функциональные клетки пейсмейкера из стволовых клеток человека, прокладывая путь для альтернативной, биологической терапии. Их материал, "синусовый узел кардиомиоцитов, полученный из человеческих плюрипотентных клеток функционирует в качестве биологического стимулятора" рассказывает как плюрипотентные стволовые клетки человека могут быть настроены, чтобы за 21 день развиться в пейсмекерные клетки, которые регулируют биение сердца электрическими импульсами. Эти человеческие пейсмекерные клетки были протестированы в сердцах крыс и показали, что функционируют в качестве биологического стимулятора, активизируя электрические импульсы, которые вызывают сокращение сердца. Плюрипотентные стволовые клетки обладают потенциалом дифференцироваться в более чем 200 различных типов клеток, которые составляют каждую ткань и орган в теле. Пейсмейкерные клетки синусно-предсердного узла являются основным водителем ритма сердца, и контролируют пульс на протяжении всей жизни. Дефекты кардиостимулятора может привести к нарушениям сердечного ритма, которые обычно лечат имплантацией пейсмейкера. Научившись создавать пейсмекйерные клетки, мы сможем понять о нарушениях в пейсмекерных клетках и это даст нам источник клеток для разработки биологического стимулятора. Биологические кардиостимуляторы представляют собой многообещающую альтернативу электронным кардиостимуляторам, лишенные таких недостатков, как отсутствие гормональной реакции и неспособность адаптироваться к изменениям размеров сердца в педиатрической практике. Ученые использовали развитый биологический подход в создании специального протокола для генерации пейсмекерных клеток. "То, что мы делаем, - это биология человека в чашке Петри", - говорит доктор Гордон Келлер, директор Центра Макивен, главный автор, и первопроходец в создании целого ряда специализированных клеток из стволовых клеток человека. "Мы повторяем путь природы при создании пейсмейкерных клеток". Основываясь на предыдущих выводах на животных моделях, исследователи в центре Макьюен испытали и наметили конкретные пути, того, как плюрипотентные стволовые клетки человека становятся пейсмекерными клетками. Это было достигнуто путем тестирования различных сигнальных молекул в разное время в течение 21 дня. После того, как команда создана, ее сигнальные пути активируются на разных этапах для генерации пейсмекерных клеток; было показано, что новые пейсмейкерные клетки могут инициировать и регулировать сердцебиение у крыс. Исследователи отметили, что клинические испытания для проведения таких биологических кардиостимуляторов занимают от 5 до 10 лет, и что следующим шагом является запуск безопасных и надежных доклинических испытаний на пейсмекерных клетках. Между тем, исследователи могут использовать новые технологии, чтобы сделать пейсмекерные клетки пациентов, страдающих от дисфункции электрокардиостимулятора. Затем они могут использовать эти пациент-специфические клетки для изучения болезни в чашке (Петри) в целях выявления новых препаратов, что позволит улучшить их функцию пейсмейкера. В долгосрочной перспективе, команда надеется на создание биологического стимулятора для пересадки пациентам, которые нуждаются в электронном пейсмейкере. Более чем 10000 электрических кардиостимуляторов ежегодно имплантируется в Канаде, и более чем 120 000 пациентов живут с ними. Они могут работать от 5 до 10 лет или в среднем около семи лет. В случае успеха, биологический кардиостимулятор обещает пожизненное функционирование.