Contrôle des cellules cardiaques en utilisant un laser: une entrevue avec le professeur Konstantin Agladze
De quelle manière vous avez été en mesure de contrôler le comportement des cellules du muscle cardiaque (cardiomyocytes) en utilisant un laser?
Nous contrôlons leur activité électrique. les cellules cardiaques sont capables de produire et de transmettre des signaux électriques par des changements dans le potentiel de membrane cellulaire.
Propagation de ce signal électrique, comme "onde d'excitation" à travers le tissu cardiaque déclenche la contraction des cellules cardiaques.
Les ondes d'excitation dans le cœur sont très importants pour maintenir la contraction coordonnée des cellules cardiaques, de sorte que le cœur puisse remplir sa fonction principale: à pomper le sang.
Quels sont les arythmies et comment avez-vous créé "arythmie in vitro"?
Quand un cœur perd son rythme normal - il est appelé arythmie. L'arythmie la plus dangereuse est tachyarythmie causée par les sources très particulières de l'excitation: la rotation des ondes.
Cardiologues les appellent «re-entry»; les physiciens se réfèrent souvent à eux comme «ondes spirales» ou «vagues tournantes». Ils peuvent soumettre le rythme cardiaque normal et ce qui est encore pire, ils peuvent se multiplier, contrôler indépendamment l'activité des différentes parties du coeur, éventuellement détruire complètement le fonctionnement orchestré des cellules cardiaques.
Nous étudions la rotation des ondes de l' activité électrique dans la culture de tissus: in vitro.
Comment avez-vous enseigné les molécules azoTAB pour contrôler cardiomyocytes?
Le groupe ammonium quaternaire dans la molécule, fait le travail pour contrôler l'activité électrique de la cellule cardiaque. Cependant, il ne nous appartient pas invention: nos collègues utilisés cette molécule pour modifier la perméabilité de la bi-couche lipidique, nous venons de l'idée que cela devrait fonctionner dans la cellule vivante.
Combien on sait actuellement sur la façon dont les différentes formes de azoTAB affectent cardiomyocytes?
Notre récent papier dans PLOS ONE montre que le principal mécanisme d'action est azoTAB moduler l'activité des canaux ioniques transmembranaires: dans le trans-forment il bloque le sodium et les canaux calciques, dans les cis - forme il ne fait rien.
De quelle façon cette aide à l'étude aux scientifiques de mieux comprendre les mécanismes du cœur?
Plus précisément, il nous aide à comprendre les mécanismes de l'arythmie cardiaque.Depuis azoTAB peut changer de façon réversible l'excitation des cellules cardiaques, nous sommes en mesure de l'utiliser pour modéliser différentes conditions dans les expériences avec le tissu cardiaque en culture.
Nous prévoyons un modèle généré par ordinateur sur la couche de cellules cardiaques.Il nous donne l'occasion de "dessiner" sur les tissus cardiaques de diverses manières conductrices pour les ondes d'excitation, les différents obstacles et aussi, prendre le temps dépendant de ce modèle. Ainsi, nous pouvons étudier les conditions de ré-entrée origination et les moyens de les éteindre.
cette technique pourrait avoir des implications cliniques mobiles vers l'avant?
Je l'espère, oui. Malheureusement, azobenzens sont très toxiques, nous sommes donc à la recherche de différentes substances possédant des caractéristiques similaires avec beaucoup moins de toxicité. Maintenant , nous avons des résultats prometteurs avec les substances appelées stilbènes.
est nécessaire Quelles autres recherches avant que cette technique pourrait être utilisée dans la pratique clinique?
Nous devons trouver des substances moins toxiques au lieu de azobenzène. Comme je l'ai mentionné, nous avons déjà un candidat, mais il n'a pas encore été publié.
En plus des arythmies pourrait potentiellement aider cette recherche avec d'autres pathologies cardiaques?
Nous nous concentrons sur l'arythmie basée sur la propagation d'excitation pathologique.
Quelles sont les prochaines étapes de votre recherche?
Pour montrer que stilben analogique azoTAB (nous l'appelons c-TAB) fonctionne bien non seulement avec les cellules cardiaques en culture, mais aussi peut être utilisé dans les expériences sur les animaux.
En outre, puisque azoTAB est capable de contrôler l'activité des canaux ioniques cardiaques de la membrane, il est très probable, pourrait être utilisée pour contrôler l'excitation nerveuse.
Certaines données préliminaires indiquent fortement que azoTAB génération de commande CCAN et à la propagation de l'influx nerveux. Dans ce cas, il pourrait ouvrir la voie au développement très précis anesthésie facilement réversible activé par la lumière.