«Наблюдение за клетками». Дизайнер: Дарья Сокол, пресс-служба МФТИ
[columns size=»2/3″ last=»false»]
Ученые из Московского физико-технического института (МФТИ) с коллегами предложили простой способ наблюдения за сердечной тканью. Новый метод не только проще, но и дешевле и дает более независимый результат, чем используемые аналоги. Работа опубликована в журнале Annals of Biomedical Engineering.
Сердечная ткань — это особый вид мышечной ткани. По ней распространяются волны возбуждения, которые вызывают сокращение в волокнах, из которых она состоит. Эти волны координируют работу отделов сердца, обеспечивающих нормальную сердечную деятельность. Многие болезни сердца — например, аритмии — связаны с нарушением проведения волн возбуждения или возникновением каких-то особых режимов их распространения. Фундаментальные исследования особенностей распространения волн возбуждения по сердечной ткани помогают ученым понимать, как функционирует сердце, как возникают аритмии, как различные препараты и вещества действуют на процессы, происходящие в сердце.
Одним из стандартных методов наблюдения за волнами возбуждения является оптическое картирование: с применением флуоресцентных красителей ученые визуализируют распространение возбуждения по сердечной ткани, отслеживают изменения при помощи чувствительных видеокамер, затем анализируют результаты.
У такого метода есть недостатки. Во-первых — подходящие красители и камеры достаточно дорогие. Во-вторых, краситель воздействует на клетки образца сердечной ткани. Клетки под его воздействием не живут долго, а само красящее вещество может взаимодействовать с исследуемыми препаратами и «мешать» эксперименту.
«Мы обнаружили, что если выращивать культуру сердечной ткани на эластичной подложке из полидиметилсилоксана, распространение волны возбуждения видно глазом в микроскоп безо всякого красителя», — говорит Константин Гурия, старший научный сотрудник лаборатории биофизики возбудимых систем МФТИ.
Это наблюдение легло в основу нового метода: сердечная ткань выращивается на эластичной подложке, и когда во время эксперимента волна возбуждения распространяется по волокнам, от этого деформируется и подложка. Процесс можно оптически регистрировать с помощью косого освещения. Причем достаточно использовать камеру уровня GoPro.
[/columns]
Визуализация перегибов тонкой пленки сердечной ткани при наклонном освещении. (а) Схема, отражающая отклонение света от перегиба эластичной подложки (б) Деформированная мембрана слегка сжатого барабана подложки при наклонном освещении. Масштабная линейка — 2 мм. Источник: Annals of Biomedical Engineering
[columns size=»2/3″ last=»false»]
«Мы предложили метод, который проще и дешевле обычного картирования. Но его главное конкурентное преимущество в том, что мы точно уверены, что вещество, которое исследуем, не взаимодействует с красителем, поскольку он не нужен для визуализации», — комментирует Константин Агладзе, заведующий лабораторией биофизики возбудимых систем МФТИ.
Метод может быть использован, например, для простого и доступного тестирования различных процессов на культурах тканей, выращенных из стволовых клеток. Его можно автоматизировать, а также с его помощью возможно проводить более долгие наблюдения, чем с обычным картированием.
В работе кроме сотрудников лаборатории биофизики возбудимых систем МФТИ участвовали их коллеги из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН и Московского областного научно-исследовательского клинического института им. М. Ф. Владимирского.
Лаборатория биофизики возбудимых систем Физтех-школы биологической и медицинской физики МФТИ занимается экспериментальными исследованиями фундаментальных механизмов возникновения сердечных аритмий на моделях человеческой сердечной ткани. Руководит лабораторией Константин Игоревич Агладзе. Телефон лаборатории: 8 (495) 408-46-45.
[/columns]
