Nieinwazyjny, ultradźwiękowy stymulator serca

Nieinwazyjny stymulator ultradźwiękowy to nowe, obiecujące urządzenie, które może być wykorzystane w przyszłości do leczenia zaburzeń rytmu serca. Badacze z Los Angeles w pierwszym kroku wykorzystali inżynierię genetyczną do zwiększenia wrażliwości komórek na działanie fal dźwiękowych. W tym celu wprowadzili do ludzkich kardiomiocytów uzyskanych z embrionalnych komórek macierzystych mechanowrażliwy kanał jonowy MscL-G22S. Następnie, po ekspozycji na impulsy ultradźwiękowe, komórki wykazywały zsynchronizowaną sygnalizację wapniową oraz skoordynowaną odpowiedź komórek. Natomiast niemodyfikowane komórki reagowały na stymulację ultradźwiękową w znacznie mniejszym stopniu. Nieinwazyjny stymulator, działając na sonogenetyczne kanały jonowe, umożliwiał stymulację serca z kontrolą, zarówno przestrzenną, jak i czasową. Badania in vitro przeprowadzone na ludzkich kardiomiocytach wykazały zsynchronizowaną sygnalizację wapniową i kontrolowaną odpowiedź komórek na stymulację ultradźwiękową. W doświadczeniach in vivo na szczurach uzyskano nieinwazyjną stymulację serca o wysokiej precyzji przestrzennej (poniżej 1 mm) oraz możliwości kontroli częstotliwości stymulacji (do 9 Hz) w różnych jamach serca, co pozwalało na przywrócenie rytmu zatokowego w modelach arytmii. Autorzy potwierdzili również długoterminowe bezpieczeństwo tej metody podczas codziennej aktywności szczurów w okresie 8 miesięcy obserwacji. W celu oceny potencjału translacyjnego wykazano bezpieczeństwo zastosowanej modyfikacji genetycznej związanej z nieinwazyjnym stymulatorem ultradźwiękowym oraz potwierdzono możliwość wykorzystania tej technologii w skali odpowiadającej sercu człowieka w badaniach ex vivo na modelach świńskich.