Удивительный эксперимент провели американские ученые: мышам с ишемической болезнью сердца они ввели прямо в сердечную мышцу сине-зеленые водоросли. Водоросли в процессе фотосинтеза начали поглощать углекислый газ и выделять кислород. За счет этого работа сердца улучшилась.
Ишемическая болезнь сердца (ИБС) – одно из самых распространенных заболеваний сердечно-сосудистой системы, от которого страдает множество людей по всему миру.
ИБС возникает, когда, например, из-за образования атеросклеротических бляшек на стенках сосудов затрудняется кровоток, и сердце начинает получать меньше кислорода.
Современная кардиология хорошо справляется с ИБС. Больным проводится стентирование или аортокоронарное шунтирование, применяется медикаментозная терапия. И все же нередко у многих пациентов даже после лечения развивается сердечная недостаточность из-за микрососудистых нарушений работы сердца.
Ученые из Стэнфордского и Пенсильванского университета предложили настолько неожиданный метод, который позволяет справиться с такими микрососудистыми поражениями, что вначале он кажется профанацией. На самом же деле, серьезные эксперименты показали, что идея работает.
Авторы вводили в сердечную мышцу мышей с ИБС сине-зеленые водоросли, которые при воздействии на них пучком света в процессе фотосинтеза выделяли кислород, восполняя его недостаток в сердце.
О результатах своей работы ученые сообщают в свежем выпуске престижного научного журнала Science Advances.
«Красота это эксперимента состоит в том, что мы работали с системой, которая сама себя поддерживает. Сине-зеленые водоросли в процессе фотосинтеза поглощают углекислый газ и под действием света выделяют кислород. В результате работа сердца улучшается», - говорит ведущий автор исследования руководитель отделения сердечно-сосудистой хирургии Медицинской школы Стэнфордского университета Джозеф Ву (Joseph Woo).
По его словам, они уже давно занимались разработкой новых методов, с помощью которых можно было бы доставить кислород к сердечной мышце, когда кровоток нарушен.
«Вначале мы обратили внимание вот на какой факт: во время инфаркта сердечная мышца все еще пытается работать. При этом там есть углекислый газ, но не кислород. И тогда мы подумали, что здесь могут пригодиться фотосинтезирующие растительные клетки», - говорит Ву.
Первой была попытка использовать экстракт тканей шпината и капусты. Такой экстракт добавляли в чашку Петри с кардиомиоцитами (клетками сердечной мышцы). Но эксперимент оказался неудачным. Выделенные из растений клетки при смешивании с кардиомиоцитами переставали фотосинтезировать и погибали.
«Тогда у нас возникла идея использовать для этих целей сине-зеленые водоросли. Ведь они хорошо приспособлены для жизни в жидкой среде. В чашке Петри с кардиомиоцитами они чувствовали себя хорошо», - рассказывает Ву.
Затем ученые приступили к эксперименту на мышах с ИБС. Они ввели животным (операция проводилась под анестезией) сине-зеленые водоросли. На одну группу животных воздействовали светом в течении менее 20-ти минут – и тогда водоросли стали фотосинтезировать (а значит и выделять кислород). Другая группа животных находилась в темном помещении.
«Оказалось, что сердечная функция у животных, на которых мы воздействовали светом, улучшилась. Сине-зеленые водоросли перестали фотосинтезировать через 24 часа. Но сердце продолжало хорошо работать у животных еще примерно четыре недели», - говорит Ву.
Авторы все же признаются, что пока это все лишь очень предварительные результаты. Но уже скоро они хотят понять, будут ли также водоросли действовать на кардиомиоциты человека. Другая важная задача – понять, какой источник света можно применять для того, чтобы вызвать фотосинтез в этом случае. И наконец, ученые хотят отойти от использования сине-зеленых водорослей, а создать искусственные хлоропласты.
Конечно, выглядят такие эксперименты фантастически. Но, с другой стороны, вполне возможно, что именно за таким союзом возможностей человека и растений, и скрывается будущее.
