Фотосинтезуючі бактерії постачають серце киснем після ішемічного нападу.
Серцю, як і будь-якому іншому органу, потрібен кисень і поживні речовини, які воно отримує з крові. Але буває так, що кровоносні судини не можуть забезпечувати серцевий м'яз киснем належною мірою, і тоді говорять про ішемічну хворобу серця.
Причини тут можуть бути різні: атеросклеротичні відкладення на стінках артерій, що живлять серце, поява тромбів, судинні спазми.
Як зробити так, щоб серце отримувало стільки кисню, скільки йому потрібно? Очевидно, потрібно якось підлікувати його судини. А можна вчинити інакше, забезпечивши серцевий м'яз власним джерелом кисню. Саме так вчинили дослідники зі Стенфорда, підсадивши ціанобактерій у щуряче серце.
Ціанобактерії, або синьо-зелені водорості, здатні до фотосинтезу, тобто вони синтезують вуглеводи з вуглекислого газу, використовуючи світло як джерело енергії для біохімічних реакцій. Побічний продукт фотосинтезу - кисень. Саме цей кисень можна було б віддати серцю.
Спочатку Джозеф Ву (Joseph Woo) і його колеги експериментували з рослинами, а точніше, з хлоропластами - органелами рослинних клітин, в яких і відбуваються процеси фотосинтезу. Але хлоропласти, витягнуті з клітин капусти і шпинату, виявилися нестабільні, а самі рослинні клітини містити разом з клітинами серцевого м'яза з різних причин неможливо. Тоді, як йдеться на порталі The Scientist, дослідники переключилися на ціанобактерію Synechococcus elongatus. Вона, як з'ясувалося, цілком уживається з серцевими клітинами, вирощеними в культурі, так що залишалося тільки перевірити, чи зможе бактерія забезпечити киснем справжнє живе серце.
Піддослідним щурам влаштовували ішемічний серцевий напад, після чого вводили їм у серце ціанобактерій, і, щоб активувати фотосинтез, висвітлювали серцевий м'яз.
Через десять хвилин, як пишуть автори роботи в Science Advances, в освітленому серці рівень кисню підвищувався в 25 разів, тоді як в серці, яке отримало бактеріальну ін'єкцію, але яке не освітлювали, рівень кисню підвищився всього в три рази.
Додатковий кисень допомагав серцевому м'язу краще працювати: через 45 хвилин серце щурів, яким ввели ціанобактерій з опроміненням світлом, билося сильніше і прокачувало крові на 30% більше порівняно з щурами, яким бактерій вводили без освітлення (тобто у яких не активували фотосинтез).
І такий ефект тривав досить довго: навіть через чотири тижні «бактеріальне» серце билося сильніше, ніж те, в яке бактерій не вводили, або вводили, але не освітлювали. Самі ціанобактерії в серці надовго не залишалися - через день вони повністю зникали з організму, так що навіть імунітет не встигав ніяк на них відреагувати. Очевидно, вся справа саме в «першій допомозі»: серцю, щоб прийти до тями, потрібно було отримати достатньо кисню відразу ж після нападу, і бактерії з цим завданням цілком успішно справлялися
. Звичайно, вже зараз можна уявити ціанобактеріальні способи лікування кисневої недостатності. Однак тут є одна проблема: для фотосинтезу потрібне світло, а підвести світло до людського серця досить непросто. Самі автори роботи разом з іншими інженерними лабораторіями вже зараз намагаються створити такий пристрій, за допомогою якого можна було б легко висвітлити серце людини.