Ученые предложили использовать свет вместо болезненных электрических разрядов для дефибрилляции у пациентов, которые страдают мерцательной аритмией, или фибрилляцией предсердий.
Отчет о новом методе лечения был впервые презентован на конференции Frontiers in CardioVascular Biology 2014, которая проходит в Барселоне.
Глобальная проблема
Предсердная фибрилляция (ФП, A-Fib) – это разновидность аритмии, при которой возникает хаотическая электрическая активность предсердий. Это наиболее серьезное нарушение ритма у людей старше 65 лет. При возникновении мерцательной аритмии предсердия сокращаются нерегулярно, что приводит к неэффективной работе сердца. ФП связана с риском образования тромбов, инсульта и сердечной недостаточности.
Согласно данным Американской ассоциации сердца (АНА), примерно 2,7 миллиона американцев страдают фибрилляцией предсердий. При отсутствии адекватного лечения ФП удваивает риск смерти, а также увеличивает вероятность инсульта в 5 раз. Кстати, по оценке АНА 15-20% жертв инсульта имеют мерцательную аритмию.
Недавно американские журналы сообщали, что за период с 2001 по 2010 год связанные с фибрилляцией предсердий расходы здравоохранения США значительно выросли, сделав ФП и ее осложнения «одной из самых существенных статей расходов для больниц».
Чтобы предотвратить развитие осложнений, при фибрилляции предсердий пациенту нужно как можно скорее вернуть нормальный сердечный ритм. Сегодня наиболее эффективное средство для этого – это электрический разряд. ФП также способна влиять на структуру предсердий, состояние может прогрессировать от коротких эпизодов аритмии до ситуации, когда у больного постоянно нарушен ритм, а электрический разряд не дает нужного эффекта.
Несмотря на всю опасность положения, многие пациенты с фибрилляцией предсердий не осведомлены о рисках, которым подвергаются. Согласно результатам опроса Out of Sync 2009, только 33% пациентов с ФП считают, что их заболевание серьезное. Менее 50% знают о том, что ФП связана с повышенным риском госпитализации, инсульта и смерти.
Эффективность нового метода
Доктор Брайан Бинджер (Brian Binger), ведущий автор исследования и создатель нового метода дефибрилляции, говорит, что электрический шок очень болезненный метод, а для его применения «нужно давать анестезию, которая связана со своими побочными эффектами».
Альтернативным методом является использование оптогенетики – техники, которая основана на активации нейронов путем воздействия на них светом. Эта техника, как и электрошок, восстанавливает нормальный сердечный ритм. Суть в том, что в клетки на генетическом уровне вводятся деполяризующие ионные каналы, которые активируются при освещении (источник света должен находиться внутри сердца).
Доктор Бинджер поясняет: «Теория состояла в том, что мы можем включить источник света и деполяризовать всю ткань без применения электрошока. Теоретически, пациенту всего лишь нужно установить имплантируемое устройство на основе светоизлучающих диодов (LED). Когда возникнет приступ аритмии, свет тут же остановит его».
При фибрилляции предсердий отмечается активность под наружной оболочкой сердца (эпикардом), но в норме ее невозможно наблюдать. Исследователи создали специальную двухмерную модель сердца с применением изолированных кардиомиоцитов крыс, что дало им возможность в лабораторных условиях наблюдать работу своего устройства.
Ученые индуцировали фибрилляцию предсердий в 31 модели. Они ввели в сердца ген, кодирующий кальций-транслоцирующий канал-родопсин (calcium-translocating channelrhodopsin, CatCH). Это светочувствительный деполяризующий канал, который включается под действием света.
Во всех экспериментальных моделях ученые смогли полностью восстановить сердечный ритм при помощи света.
Доктор Бинджер теперь готовится к проведению следующей стадии своего исследования: «Сейчас мы должны протестировать наш метод на полноценной 3D-модели. В таком сценарии мы не будем видеть механизм дефибрилляции столь детально, но он будет приближен к реальным условиям. Мы также собираемся протестировать другие возможные источники света, которые могли бы проникать глубоко в тело и использоваться наружно, без имплантации».
Исследователь говорит, что предварительные результаты очень обнадеживают, но это только начало масштабного проекта.