Bekæmpelse af myokardieinfarkt med nanopartikel-tandemer

Hvordan kan beskadiget hjertevæv efter et hjerteanfald bedst behandles med erstatningsmuskelceller? Et forskerhold under opsyn af universitetet i Bonn rapporterer om en innovativ metode:Muskelerstatningsceller til at overtage funktionen af ​​det beskadigede væv er fyldt med magnetiske nanopartikler. Disse nanopartikelfyldte celler sprøjtes derefter ind i den beskadigede hjertemuskel og holdes på plads af en magnet, får cellerne til at indpode bedre på det eksisterende væv. Ved hjælp af en musemodel, forskerne viser, at dette fører til en væsentlig forbedring af hjertefunktionen. Resultaterne offentliggøres online i Biomaterialer .

Under et hjerteanfald, blodpropper fører normalt til vedvarende kredsløbsproblemer i dele af hjertemusklen, får hjertemuskelceller til at dø. Der er blevet gjort forsøg på at revitalisere det beskadigede hjertevæv med erstatningsceller, selvom ingen lykkedes. "De fleste af cellerne skubbes ud af punkturkanalen under injektionen på grund af det bankende hjertes pumpende virkning, " forklarer prof. dr. Wilhelm Röll fra hjertekirurgisk afdeling på universitetshospitalet Bonn. Derfor kun få reserveceller er tilbage i hjertemusklen, hvilket betyder, at reparation er begrænset.

Med et tværfagligt team, Prof. Röll testede en innovativ tilgang til at sikre, at de injicerede erstatningsceller forbliver på det ønskede sted og transplanteres ind i hjertevævet. Forsøgene blev udført på mus, der tidligere havde fået hjerteanfald. For bedre at kunne følge hjertemuskeludskiftningen, forskerne brugte EGFP-udtrykkende celler opnået fra føtale musehjerter eller musestamceller. Disse fluorescerende muskelceller blev fyldt med små magnetiske nanopartikler og injiceret gennem en fin kanyle ind i musenes beskadigede hjertevæv.

Hos nogle af de gnavere, der blev behandlet på denne måde, en magnet placeret i en afstand af få millimeter fra hjertets overflade sørgede for, at en stor del af de nanopartikelbelastede erstatningsceller blev på det ønskede sted. "Uden en magnet, omkring en fjerdedel af de tilsatte celler forblev i hjertevævet; med en magnet, omkring 60 procent af dem blev på plads, " rapporterer Dr. Annika Ottersbach. Ti minutter under magnetfeltet var tilstrækkeligt til at holde en betydelig andel af nanopartikel-belastede muskelceller på målstedet. Selv dage efter proceduren, de injicerede celler forblev på plads og fæstnede sig gradvist til det eksisterende væv.

"Dette er overraskende, især da infarktvævet er relativt underforsynet på grund af dårlig perfusion, " siger prof. Röll. Under påvirkning af magneten, udskiftningen døde færre muskelceller, indpodet bedre og formeret sig mere. Forskerne undersøgte årsagerne til den forbedrede vækst, fandt ud af, at disse implanterede hjertemuskelceller blev pakket tættere og kunne overleve bedre takket være den mere intensive celle-celle-interaktion. I øvrigt, genaktiviteten af ​​mange overlevelsesfunktioner, som for cellulær respiration, var højere end uden en magnet i disse erstatningsceller.

Forskerne påviste også, at hjertefunktionen blev væsentligt forbedret hos mus, der blev behandlet med nanopartikelmuskelceller i kombination med en magnet. "Efter to uger, syv gange så mange erstatningsmuskelceller overlevede, og efter to måneder, fire gange så mange sammenlignet med konventionel implantationsteknologi, " rapporterer prof. Röll. I betragtning af musenes levetid på maksimalt to år, dette er en overraskende varig effekt.