Колагеновий клапан може лікувати дитячу хворобу серця

Відповідно до дослідження, опублікованого в Science Translational Medicine, клапан, виготовлений з людського колагену, отриманого з клітинних культур, відкриває нові можливості для лікування дитячих серцевих захворювань.

Два види реконструкції

Дослідники з лабораторії Університету Бордо, у Франції розробили легеневий клапан з використанням людського колагену. Такий пристрій міг би революціонізувати лікування дитячих захворювань серця, таких як тетрада Фалло — вроджена вада розвитку серця, що характеризується легеневим стенозом. При цьому захворюванні потік крові від правого шлуночка серця до легеневої артерії обмежений, що перешкоджає нормальному кровотоку в легенях і призводить до зниження рівня кисню в крові пацієнта.

Цю аномалію можна виправити хірургічним шляхом, метою якого є відновлення нормального кровотоку в легеневій артерії шляхом її розширення. Це передбачає видалення легеневого клапана, який потім потрібно реконструювати або за допомогою синтетичних матеріалів, таких як тефлонові мембрани, або за допомогою так званих «біологічних» стулок, виготовлених із хімічно обробленої тваринної тканини.

Однак обидва рішення мають серйозні недоліки. По-перше, може виникнути реакція відторгнення імунної системи, яка разом із хронічними запальними реакціями може призвести до інших ускладнень, таких як тромбоз і кальцифікація. По-друге, клапани, виготовлені з цих матеріалів, схильні до бактеріальних інфекцій. Вони також не призначені для адаптації до росту пацієнта та морфологічних змін з часом. Це означає, що з віком пацієнта будуть необхідні подальші операції для заміни початкового клапана.

Створення клапана

Команда під керівництвом дослідника Фаб’єна Кавекі розробила біологічний легеневий клапан «нового покоління», виготовлений із багатих колагеном стулок, отриманих із клітинних культур. Дослідники спиралися на підхід, розроблений протягом останнього десятиліття в лабораторії BioTis, який передбачає культивування клітин людини в лабораторії для отримання насичених колагеном відкладень позаклітинного матриксу.

Ці відкладення колагену утворюють стулки, які можна використовувати для конструювання, як у цьому дослідженні, легеневих клапанів. Істотною перевагою є те, що ці повністю біологічні та нехімічно денатуровані листочки не піддаються відторгненню організмом.

Дослідники перевірили використання своїх біологічних листків для реконструкції легеневого клапана в «органосинтетичній» моделі серця, розробленій їхніми американськими колегами з Массачусетського технологічного інституту в Кембриджі. Потім, працюючи з кардіохірургами з лікарні університету Бордо, Бордо, Франція, вчені також імплантували клапан на 7 днів у тваринну модель (тобто вівцю), виконуючи ті самі хірургічні процедури та використовуючи ті самі інструменти, що й ті, що використовуються в таких операцій у людей.

«Завдяки нашим двом моделям ми отримали підтвердження концепції того, що розроблений нами клапан функціональний і його можна легко імплантувати за допомогою тих самих хірургічних процедур, що й у людей, що є багатообіцяючим, якщо ми хочемо перейти до клінічних досліджень протягом кількох років. Крім того, ми спостерігали, що через 7 днів імплантація клапана відновила кровотік через легеневу артерію присутність клітин гладких м’язів на нашому клапані, які відіграватимуть ключову роль у його модернізації та зростанні», – сказав Кавекі в пресрелізі.

Наступним кроком команди є імплантація клапана на більш тривалий період (16 тижнів, потім 1 рік) у моделях тварин, щоб переконатися, що він добре функціонує в довгостроковій перспективі та адаптується до росту тварини з часом. У довгостроковій перспективі, якщо результати будуть позитивними, можна розглянути клінічні випробування.

Команда вже подала патент на використання розробленого в лабораторії біоматеріалу в якості легеневого клапана і сподівається в майбутньому перевірити його корисність при різних серцево-судинних захворюваннях у дорослих і дітей.