6 Minutės
Mokslininkai vis dažniau rodo dėmesį dažnai nuvertinamam nervui kaip svarbiam širdies sveikatos gynėjui: klaidžiojančiam (vagusiniam) nervui. Nauji translaciniai tyrimai rodo, kad išlaikant arba atkuriant vaguso ryšius su širdimi — ypač dešinėje pusėje — galima sulėtinti širdies audinio senėjimą, apsaugoti miokardo ląsteles ir ilgalaikėje perspektyvoje išsaugoti kontraktilinę jėgą. Šie rezultatai atveria naujas neurokardiologijos ir regeneracinės bioinžinerijos perspektyvas, kurių tikslas yra širdies funkcijos išsaugojimas per nervų regeneraciją, vaguso tonuso palaikymą ir širdies inervacijos apsaugą.
Kodėl klaidžiojantis nervas svarbesnis, nei manyta anksčiau
Širdies senėjimas dažniausiai interpretuojamas per gyvenimo būdą, kraujospūdį ir kraujotakos ligas. Pisa įsikūrusios Sant'Anna aukštesniųjų studijų mokyklos vadovaujamas naujas tyrimas į šį vaizdą įtraukia papildomą sluoksnį: nervinį reguliavimą. Klaidžiojantis nervas, kaip pagrindinis parasimpatinės nervų sistemos kelias, susiejantis smegenis su keliais organais, atrodo galintis sulėtinti amžiaus sukeliamą širdies audinio nykimą, jei jo inervacija išlieka intelektuali ir funkcionali.
Projekto koordinatorius profesorius Vincenzo Lionetti ir jo komanda praneša, kad silpnėjant arba praradus vaguso inervaciją, pastebimi pagreitėjęs širdies audinio pertvarkymas (remodelingas) ir sumažėjęs kontraktilumas. Atkurti net dalį šio nervinio ryšio dažnai yra pakankama priemonė išsaugoti sveikesnes kardiomiocitų savybes ir užtikrinti efektyvią širdies funkciją ilgalaikėje perspektyvoje — nepriklausomai nuo pradinio širdies ritmo. Šis pastebėjimas pabrėžia autonominės nervų sistemos, ypač vaguso tono, reikšmę širdies sveikatai ir atveria naujus kelius širdies senėjimo prevencijai, pagrįstai nervų inervacijos palaikymu.
Mechanistinėje perspektyvoje vaguso poveikis apima uždegimo modulaciją per cholinerginį antiuždegiminį kelią, autonominės pusiausvyros palaikymą tarp simpatinės ir parasimpatinės sistemos, mitochodrijų apsaugą bei kalcio apykaitos reguliavimą kardiomiocituose. Toks nervinis poveikis gali sumažinti fibrozinį audinio kaupimąsi, išsaugoti citoskeletą ir nutildyti patologinius signalus, skatinančius nepalankų remodeliavimą. Visa tai kerta su platesniais neurokardiologijos tyrimų pastebėjimais, kad nervinė inervacija yra esminė ne tik ritmo, bet ir struktūrinės širdies integriteto dalis.
Bioinžinerinis sprendimas: nukreipti nervų atauginimą ties širdimi
Sujungę eksperimentinę mediciną su pažangia bioinžinerija, tyrėjai sukūrė implantuojamą, bioabsorbuojamą nervų vedlį (conduit), skirtą skatinti ir nukreipti krūtininės vaguso skaidulų regeneraciją širdies lygyje. Toks vedlys yra projektuotas kaip laikinas konstruktas: jis remia spontaninį axonų ataugimą, teikia mechanines ir biochemines užuominas, o vėliau degraduoja, taip sumažindamas ilgalaikį svetimkūnio buvimą krūtinėje ir atitinkamai uždegiminį atsaką.
Vedlio dizainas apima mechaninius takus, cheminių signalų laidus ir biologiškai suderinamas polimerines matricų zonas, kurios palankios Schwann ląstelių išdėstymui, neurotrofiniams faktoriams ir axonų orientacijai. Tai leidžia atkurti kryptingą nervų plėtrą link širdies, kartu mažinant riziką dėl nespecializuoto arba chaotiško neuromų formavimosi. Šis požiūris jungia nervų regeneracijos biologiją, biomaterialų mokslą ir chirurginę techniką, kad būtų pasiektas stabilus ir funkcionalus neurinis sujungimas su miokardu.
Kaip veikia vedlys
- Skersinės ir kontūrinės atramos (scaffold guides): vedlys suteikia fizines trajektorijas ir biochemines užuominas, kurios padeda regeneruojantiems aksonams kryptingai augti link širdies inervacijos zonų, mažinant klaidžiojančių ataugų dispersiją.
- Bioabsorbuojamos medžiagos: implanto medžiagos (pvz., biokompatibilūs polimerai ir hibridiniai kompozitai) palaipsniui rezorbuojasi, kai nervų regeneracija įsitvirtina, taip išvengiant ilgalaikio svetimkūnio efekto bei su tuo susijusių lėtinių komplikacijų.
- Funkcinis atkūrimas: tyrime nustatyta, kad dalinė re-inkervacija — net jeigu ji nėra visiškai anatominė — gali būti pakankama sumažinti patologinį remodeliavimą, išlaikyti kontraktilinę funkciją ir pagerinti širdies mechaninius parametrus ilgesnėje perspektyvoje.
Biorobotikos instituto atstovas ir bendraautorius Eugenio Redolfi Riva apibūdina įrenginį kaip neuroprotezinį tiltą: laikiną struktūrą, suteikiančią klaidžiojančiam nervui galimybę atnaujinti reikšmingus širdies ryšius po traumos ar chirurginio pažeidimo. Tokia neuroprotezė gali būti derinama su vietine neurotrofinų terapija, elektrine paskatinimo strategija arba ląstelinės terapijos metodais, siekiant pagerinti ataugimo kokybę ir funkcionalumą, kartu sumažinant chirurgines intervencijas ir sisteminį gydymą.
Plati partnerystė, didelis finansavimas ir translacinis potencialas
Tyrimai buvo vykdyti Pizoje ir finansuoti Europos FET (Future and Emerging Technologies) programos pagal NeuHeart projektą, su papildoma PNRR parama iš Tuscany Health Ecosystem. Tai daugialypis tarpdisciplininis darbas, kuriame dalyvauja institucijos kaip Scuola Normale Superiore, Pizos universitetas (University of Pisa), Fondazione Toscana G. Monasterio, CNR Klinikinės fiziologijos institutas ir tarptautiniai partneriai iš Vokietijos, Šveicarijos, Kazachstano ir kitų šalių. Tokia plati struktūra užtikrina ne tik finansinį, bet ir mokslinį, klinikinį bei technologinį palaikymą, reikalingą translacijai nuo gyvūninių modelių iki žmogaus klinikinių tyrimų.
Toks konsorciumas leidžia sujungti neurobiologiją, kardiologiją, chirurgiją, bioinžineriją ir reguliacinės atitikies klausimus vienoje translacinėje grandinėje: nuo pradinės koncepcijos, biomaterialų ir biologinių modelių testavimo iki saugumo įvertinimų, prekės ženklų kūrimo ir klinikinių protokolo parengimo. Be to, tarptautinė partnerystė suteikia prieigą prie įvairių klinikinių centrų, kuriuose galima planuoti etapus žmogaus tyrimuose, įtraukiant reikalingas etikos ir saugumo procedūras.
Vincenzo Lionetti, tyrimo koordinatorius, pažymi, kad neuromokslų ir inžinerijos integracija atnešė proveržį: kai širdis išlaiko neuroninį dialogą su smegenimis, ji paprasčiau sensta lėčiau ir funkcionaliau.
Klinikinė kardiologė Anar Dushpanova iš TrancriLab pabrėžė, kad visiškas nervų regeneravimas nėra būtinas; net dalinė klaidžiojančio nervo rekonekcija gali kompensuoti neigiamą remodeliavimą. Šis pastebėjimas sumažina technologinį barjerą būsimiems gydymo metodams ir išplečia realaus pasaulio taikymo galimybes, leidžiant greičiau integruoti vedlio technologiją į chirurginę praktiką ar protokolius persodinimo metu.
Ką tai reiškia chirurgijai ir transplantologijai
Vienas iš tiesioginių implikacijų yra chirurginė sritis: vaguso skaidulų apsauga arba jų rekonekcija per kardiotorakines operacijas, įskaitant transplantacijas, gali tapti prevencine strategija prieš priešlaikinį širdies senėjimą. Vietoje to, kad būtų gydomos tik vėlyvos komplikacijos, chirurgai galėtų proaktyviai atkurti širdies vagusinę inervaciją ir taip apsaugoti širdies funkciją dešimtims metų po operacijos. Tai apima nervų taupymo technikas, in situ neuromoduliacijos metodus, implantuojamus vedlius ir intraoperacinį nervų monitoravimą.
Tokios intervencijos gali turėti įtakos transplantologijos rezultatams: geresnė inervacija gali sumažinti transplantato audinio remodeliavimą, pagerinti adaptyvų širdies atsaką į apkrovas ir sumažinti ilgalaikio širdies nepakankamumo riziką. Tačiau tikslios procedūros turės būti optimizuotos atsižvelgiant į imunosupresiją, donorų ir recipiento anatominius skirtumus bei chirurgines aplinkybes. Be to, reikės parengti naujus klinikinius rodiklius ir end point'us, kurie apimtų ne tik morfologines ir hemodinamines išvadas, bet ir nervų funkcinę integraciją (pvz., autonominės funkcijos tyrimai, vagalinis tonusas, miokardo biomarkeriai).
Šie rezultatai atveria translacinius kelius, apimančius neurokardiologiją, rekonstrukcinę nervų chirurgiją ir regenracinę bioinžineriją. Jei rezultatai bus patvirtinti žmogaus tyrimuose, neuroprotekcinis požiūris gali iš esmės pakeisti ilgalaikę širdies priežiūrą, orientuotą į inervacijos išsaugojimą ir nervų regeneraciją, kartu taikant šiuolaikines biomaterialų ir neuroprotezavimo technologijas.
Praktiniu lygiu tai reiškia intensyvią tarpdisciplininę sąveiką: kardiologai, torakaliniai chirurgai, neurologai, biomaterijų specialistai ir reguliacinės atitikties ekspertai turės sutarti dėl saugos standartų, klinikinių bandymų dizaino ir ilgalaikio stebėjimo protokolų. Sėkminga translacija priklausys nuo gerai apibrėžtų klinikinių kriterijų (pvz., EF, hemodinaminiai rodikliai, struktūriniai MR pokyčiai), neurometrijos priemonių ir paciento gyvenimo kokybės vertinimo rodiklių.
Šaltinis: scitechdaily
Palikite komentarą