光可以缓解老鼠和虚拟人类的致命心脏病。

出版时间:周二,9月13日,2016—13:15 在里面健康与医学

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这是一个描述心电图读数的插图,在使用光的过程中和之后——光基因去纤颤——恢复心律失常心脏的正常心跳。
帕特里克M博伊尔/约翰霍普金斯大学

利用高科技人体心脏模型和小鼠实验,徳赢手机版约翰霍普金斯大学和德国波恩大学的科学家们已经证明,光束可以取代因致命的心律失常而抽搐的病人的电击。这些发现,在线发布9月9日2016年10月第12版临床研究杂志,可以为新型植入式除颤器铺平道路。

目前的设备提供的电脉冲非常痛苦,可以损害心脏组织。光基处理,约翰·霍普金斯和波恩的研究人员说,应为心律失常高危患者提供更安全、更温和的治疗方法,一种不规则的心跳,能在几分钟内引起心脏猝死。

这个想法来源于光遗传学领域的进步,其中光敏蛋白嵌入活组织中,允许使用光源修改电池中的电活动。

“我们正致力于心脏的光除颤,对心脏骤停患者进行照明,我们将能够以温和无痛的方式恢复心脏的正常功能。娜塔莉亚·特拉亚诺娃,他在约翰霍普金斯大学监督研究。

特拉亚诺娃是墨累B。萨克斯大学生物医学工程系教授,是该大学计算医学研究所的核心教员。

为了使新的心脏治疗更接近现实,波恩大学徳赢手机版和约翰霍普金斯大学的科学家专注于两种不同类型的研究。

波恩研究小组对小鼠心脏进行了测试,这些小鼠心脏的细胞经过基因工程,能够表达对光反应并改变器官内电活动的蛋白质。

当波恩研究人员触发小鼠心脏的心室颤动时,对心脏施加一秒钟的光脉冲足以恢复正常的心律。“这是一个非常重要的结果,”托比亚斯·布鲁格曼说,期刊文章的主要作者之一。“这首次实验表明,光可以用于心律失常的除颤。”

为了找出这种技术是否能帮助人类患者,特拉亚诺娃在约翰霍普金斯的团队在一个详细的人类心脏计算机模型中进行了类似的实验,其中一个来源于对一名经历过心脏病发作的患者进行的MRI扫描,该患者现在有心律失常的风险。

“我们的模拟显示,心脏的光脉冲可以阻止这个病人的心律失常,”说。帕特里克M波义耳,约翰霍普金斯生物医学工程研究教授,也是该杂志文章的主要作者。

这样做,然而,波恩大学的方法必须通过使用红光刺激心脏细胞来调整人类心脏。而不是用在老鼠身上的蓝光。波义耳他是特拉亚诺娃实验室的一员,解释说,用于小得多的小鼠心脏的蓝光没有足够的能量完全穿透人体心脏组织。红灯,波长较长,在虚拟人体测试中更有效。

“除了证明在患者的虚拟心脏中进行光遗传学除颤的可行性外,模拟揭示了光改变心脏细胞集体电行为的精确方式,以达到预期的心律失常终止,”Trayanova说。

博伊尔补充说,这方面的研究突出了计算模型在指导和加速心脏光遗传学治疗应用的发展方面所起的重要作用,仍处于初级阶段的技术。

波恩大学生理学研究所初级教授Philipp Sasse,谁是这项研究的通讯作者,在德国监督项目,一致认为,光明治疗将需要更多的时间和研究,才能成为一个普通的医疗程序。

“新方法仍处于基础研究阶段,”Sasse说。“直到植入式光学除颤器可以用于治疗患者,至少要五到十年。”

来源:约翰霍普金斯大学

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