Ученые Московского физико-технического института (МФТИ) создали платформу для анализа лекарств на кардиотоксичность. Новый метод позволит точнее оценивать риск возникновения аритмий при тестировании новых лекарственных препаратов. Результаты работы опубликованы в научном журнале Cardiovascular Toxicology.
Проверить на кардиотоксичность
Известно, что некоторые лекарства могут вызывать или обострять аритмии, то есть нарушение нормального ритма сердечных сокращений. Это может проявляться в виде тахикардии (слишком быстрые сокращения) или брадикардии (замедленные) либо нерегулярных сердечных ритмах.
Традиционно для оценки влияния препаратов на нарушение сердечного ритма использовались данные ЭКГ («удлиненный интервал QT»). Новые научные данные ставят под сомнение надёжность этого показателя для оценки вероятности нарушений сердечного ритма и внезапной смерти, поскольку аритмогенность и кардиотоксичность препаратов продолжает выявляться уже после выхода препарата на рынок.
Ученые МФТИ предложили новый подход к оценке негативного влияния лекарственных средств на работу сердца. Способ сочетает оценку электрофизиологических и морфологических характеристик кардиомиоцитов (мышечных клеток сердца) с компьютерным моделированием.
«Мы создали новую платформу для тестирования препаратов. В работе использовались кардиомиоциты (клетки миокарда, отвечающие за сокращение и расслабление сердца), полученные из стволовых клеток человека (hiPSC-CM). Эксперименты проводились как in vitro (в пробирке — прим. ред.), так и с помощью компьютерного моделирования, что делает полученные результаты максимально достоверными», — рассказала aif.ru инженер-исследователь лаборатории экспериментальной и клеточной медицины МФТИ Анастасия Синицына.
Сделать безопаснее
В ходе исследования было показано, что использование этой интегративной платформы позволяет заранее предсказать клинические проявления побочных эффектов препаратов, таких как лидокаин и циклофосфамид. В частности, моделирование действия лидокаина показало, что разные концентрации лекарственного вещества могут вызывать как провоцировать появление аритмии, так и предотвращать её.
На примере циклофосфамида, который является противоопухолевым препаратом, продемонстрирована возможность моделирования влияния лекарства не только на ионные каналы, но и на межклеточные структуры.
Также внимание учёных привлек препарат мексилетин, который ошибочно признавался аритмогенным по данным компьютерного моделирования, и хинидин, ассоциирующийся с высокой вероятностью желудочковых аритмий. Новый подход позволил связать действие хинидина на ионные каналы сердечных клеток с повышенной вероятностью возникновения спиральных волн, предвестников тахикардии. Мексилетин, наоборот, показал антиаритмический эффект, что совпадает с экспериментальными данными и подтверждает эффективность разработанного подхода к доклиническому скринингу лекарственных средств.
Результаты исследования учёных помогут улучшить процесс разработки безопасных лекарств и снизить риски, связанные с их применением.
Оцените материал