Кардиомиопатия – широко распространенная группа заболеваний сердечно-сосудистой системы. Генетически обусловленные кардиомиопатии связывают с  нарушениями более чем в 100 различных генах, в том числе в гене DES, кодирующем белок десмин  – один из основных белков промежуточных филаментов, обеспечивающих структурную и функциональную целостность миоцитов. Мутации в  гене DES приводят к  развитию десминзависимых кардиомиопатий, характеризующихся высокой степенью тяжести течения и неблагоприятным прогнозом. До настоящего времени специфического лечения кардиомиопатии не разработано. Имеющиеся консервативные и хирургические подходы направлены на замедление темпов прогрессирования сердечной недостаточности и  профилактику внезапной сердечной смерти, но их эффективность ограничена. Развитие методов генотерапии и  геномного редактирования может способствовать созданию эффективных методов этиотропной терапии десминопатий. Опубликован ряд работ, посвященных применению методов генотерапии при кардиомиопатиях различной генетической природы, включая ассоциированные с мутациями в гене DES. В области терапии десминопатий методы геномного редактирования пока не используются. Тем не менее многообещающие результаты получены при использовании систем редактирования CRISPR/Cas9 и  TALEN для коррекции “gain-of-function” мутаций в  некоторых других генах, таких как MYBPC3 и PLN. Имеются данные, указывающие на возможность улучшения симптоматики десминзависимой кардиомиопатии, вплоть до бессимптомного течения после нокаута мутантного аллеля с сохранением функции белка за счет экспрессии только нормального аллеля. Мы считаем, что подходы, основанные на технологии геномного редактирования, представляют собой перспективное направление для разработки эффективных специфических методов лечения десминопатий.

Эпилепсией страдают более 70 млн человек во всем мире. От 30 до 40% больных резистентны к  существующим лекарственным средствам. В статье описано современное состояние терапии эпилепсии и  предложен возможный подход к превентивной терапии на ранних стадиях эпилептогенеза. Для прогнозирования развития эпилепсии на ее ранних стадиях нужны биомаркеры. Единственным приемлемым биомаркером эпилептогенеза следует признать патологические высокочастотные осцилляции. Однако главное ограничение метода – необходимость имплантации электродов для их регистрации. Одной из актуальнейших тем научных исследований эпилепсии представляется поиск неинвазивных биомаркеров эпилептогенеза. В свою очередь, в этой области существуют два потенциально интересных направления: поиск воспалительных биомаркеров в  периферической крови и  анализ различных параметров, которые дают визуализирующие методы. В этой публикации мы освещаем подходы к  определению потенциальных биомаркеров эпилептогенеза с  помощью магнитно-резонансной томографии. Некоторые из параметров магнитно-резонансной томографии коррелируют с  наличием патологических высокочастотных осцилляций, могут косвенно отражать текущий воспалительный процесс в головном мозге и  стать возможными биомаркерами эпилептогенеза.

Потенциал сердечной ткани к ауторегенерации невысок и заключается, предположительно, в небольшом количестве нишевых стволовых клеток. Это делает крайне важным развитие регенеративных технологий миокарда, основанных на современных методах, например, клеточном репрограммировании и трехмерной биопечати. Однако нередко бывает трудно отделить регулярно появляющиеся в печати сенсационные сообщения о новых «прорывных» технологиях от таковых, действительно имеющих практические приложения. В статье изложена точка зрения на популярные технологии регенерации сердечной ткани и миокарда в целом, рассмотрены их недостатки. К главным проблемам, стоящим перед активно развиваемым сегодня «биопринтингом», отнесены невысокий уровень дифференцировки при печати стволовыми клетками, не позволяющий создать полноценную сердечную ткань без посторонних вкраплений, а также технологическая невозможность при печати дифференцированными клетками, в процессе доставки клеток в соответствующие места матрикса, задать их связи с другими клетками. Несмотря на оптимистичные сообщения о результативности инъекции стволовых или индуцированно-плюрипотентных клеток в пораженную зону миокарда, впервые появившиеся около 20 лет назад, в настоящее время эта идея представляется весьма сомнительной, так как в последние годы отмечается практически полное отсутствие положительного эффекта этой процедуры при серьезных рисках осложнений. В отношении выращивания мышечных элементов сердца основной проблемой видится развитие «правильной» васкуляризации выращиваемой мышцы. Вместе с тем подчеркивается практическая осуществимость выращивания относительно небольших элементов миокарда, таких как синусовый узел.

Искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение успешно применяются в медицине и решают широкий круг задач, постепенно превращаясь из вспомогательного инструмента в хороших помощников медицинского персонала. В основе работы ИИ лежит анализ медицинских данных и их обработка по заданным  алгоритмам. В настоящее время анализируются не только данные объективного осмотра и анамнеза пациента, но и результаты анализов и обследований на медицинском оборудовании. Применение подобных инструментов повышает эффективность врача, избавляя его от выполнения ряда рутинных операций, таких как ведение части медицинской документации и описание нормы при проведении обследований. Одна из значимых проблем применения ИИ в медицине – подготовка корректных медицинских данных для обучения алгоритмов, так как для этого требуется большое количество времени специалистов узкого профиля. Возможным решением видится создание объединенной платформы хранения медицинских данных, где врачи смогут готовить данные для применения ИИ в своей специальности. Это позволит в будущем повысить эффективность применения машинного обучения в медицине благодаря анализу разноплановых данных из различных источников.

Авторами проанализировано современное состояние способов стерилизации костных имплантатов. Проблема создания эффективных способов стерилизации биоимплантатов еще далека от оптимального решения и  остается актуальной. Среди причин, ограничивающих дальнейшее развитие основных методов стерилизации биоматериалов, выделяется наличие ограничений, связанных с  применением каждого из существующих способов в отдельности, а также использование технологий стерилизующего воздействия. Сравнительный анализ основных методик стерилизации биоимплантатов, используемых в  медико-биологических приложениях (обработка оксидом этилена, радиационное воздействие, обработка влажным теплом, использование жидких сред, озоновая стерилизация), позволяет сделать вывод о  преимуществах применения радиационной стерилизации. Однако при таком выборе возникает дилемма: повышение дозы облучения усиливает стерилизационный эффект радиационной обработки, но в  то же время приводит к  многочисленным морфологическим изменениям тканей, ухудшению их механических характеристик, разрушению морфогенетических белков и, как прямое следствие, – к снижению эффективности процесса репаративного остеогенеза. В  результате отмеченных изменений пластический материал может оказаться непригодным для клинического применения. Одним из реальных подходов к решению указанной проблемы представляется максимально возможное снижение дозы поглощения в  процессе радиационной обработки биоматериалов, по крайней мере до величины порядка 15 кГр. Разработки авторов последних лет показывают, что достижение такого результата может быть обеспечено путем использования комбинированных методик стерилизации, основанных на сочетанном воздействии на стерилизуемый пластический материал физических и  химических факторов. При взаимном усилении стерилизующего воздействия этих факторов создаются предпосылки для их синергетического эффекта, а  интенсивность воздействия каждого из факторов может быть снижена. Это позволяет уменьшить и  степень вредного побочного действия каждого из них в отдельности при усилении суммарного эффекта. Успех поиска инновационных подходов к  решению актуальных проблем стерилизации костных биоимплантатов, к  разработке современных здоровьесберегающих технологий может быть обеспечен только благодаря объединению усилий специалистов смежных наук, что позволит создать прорывные технологии в области стерилизации и оптимизировать данный процесс при достижении его высокой эффективности.

Обоснование. Рибофлавин (витамин В₂) считается одним из наиболее перспективных агентов для фотодинамической терапии. Однако его применение ограничено возбуждением в ультрафиолетовом (УФ) и синем диапазонах спектра и, как следствие, малой (не более нескольких миллиметров) глубиной проникновения в биоткань. Решением данной проблемы видится разработка подходов, обеспечивающих фотовозбуждение молекул рибофлавина под действием инфракрасного (ИК) света в глубине опухолевой ткани. В качестве посредника, способного эффективно преобразовывать возбуждающее излучение ближнего ИК диапазона, проникающее в биоткань на глубину до 3 см, в фотолюминесценцию УФ и видимого диапазона спектра, могут быть рассмотрены наноразмерные апконвертирующие фосфоры (НАФ).

Цель – оценить эффективность использования НАФ для ИК-опосредованной активации рибофлавина в глубине опухолевой ткани при проведении фотодинамической терапии.

Материал и методы. Водорастворимая форма рибофлавина – флавинмононуклеотид (ФМН) (Фармстандарт-УфаВИТА, Россия) – был использован в качестве фотосенсибилизатора в экспериментах in vitro и in vivo. Эксперименты in vitro выполнены на клеточных линиях аденокарциномы молочной железы человека SK-BR-3, глиобластомы человека U-87 MG и глиомы крысы C6. Карцинома легкого Льюис, перевитая мышам-гибридам BDF1, была использована в качестве модели для демонстрации доставки ФМН в опухолевую ткань. Для фотоактивации ФМН in vivo применялись НАФ со структурой «ядро/оболочка» [NaYF4:Yb³⁺, Tm³⁺/NaYF4]. Фотодинамическая терапия на основе ФМН, НАФ и лазерного излучения 975 нм проводилась на ксенографтах мыши SK-BR-3.

Результаты. Показано, что ФМН может выступать в качестве эффективного фотосенсибилизатора in vitro в отношении клеточных линий SK-BR-3, U-87 MG и C6. Значения IC50 для клеток глиомы составляли ~30 мкМ ФМН, а для клеток карциномы молочной железы SK-BR-3 ~50 мкМ ФМН (24 ч инкубации, облучение 4,2 Дж/см2). С использованием модели карциномы легкого Льюис установлено, что соответствующая концентрация ФМН (30 мкМ и выше) может быть достигнута в опухоли в результате системного введения ФМН (через 2 и 24 часа после введения). На ксенографтах мыши SK-BR-3 продемонстрирован эффект фотодинамической терапии с использованием света ближнего ИК диапазона для НАФ-опосредованного возбуждения ФМН, торможение роста опухоли при этом составило 90±5%.

Заключение. Продемонстрирована возможность применения рибофлавина (витамина В₂) в качестве фотосенсибилизатора для фотодинамической терапии. Использование подхода, основанного на фотовозбуждении ФМН через антистоксовую фотолюминесценцию НАФ, позволяет реализовать метод фотодинамической терапии с применением света из ближнего ИК диапазона спектра.

Актуальность. Наряду с обзорной прикроватной рентгенографией органов грудной клетки для выявления послеоперационных дыхательных осложнений все чаще используется ультразвуковой контроль состояния легких. Целью нашего исследования была оценка эффективности ультразвукового контроля легких в выявлении послеоперационных дыхательных осложнений у пациентов после кардиохирургических вмешательств, выполненных в условиях искусственного кровообращения.
Материал и методы. В исследование было включено 39 пациентов, перенесших плановые кардиохирургические вмешательства в условиях искусственного кровообращения. При поступлении в отделение интенсивной терапии (ОИТ), а также через 6 и 24 часа после оперативного вмешательства всем пациентам выполнялась оценка показателей гемодинамики и газообмена. Кроме того, проводили ультразвуковой контроль, включающий подсчет количества В-линий в 12 квадрантах легких через 6 и 24 часа после операции, а также рентгенологическое исследование органов грудной клетки через 24 часа после вмешательства. Учитывали длительность искусственной вентиляции легких, время пребывания в ОИТ и стационаре.
Результаты. Ухудшение газообмена было ассоциировано с большим числом B-линий: 9 (5–15) спустя 24 часа после оперативного вмешательства; при этом у пациентов с PaO₂FiO₂ более 300 мм рт. ст. количество B-линий через 24 часа после операции составило 4 (2–8) (р = 0,04). Изменения на обзорной рентгенограмме органов грудной клетки были зарегистрированы через 24 часа после оперативного вмешательства у 69% пациентов. Наиболее часто отмечали наличие дисковидных ателектазов (n = 13). Проведение ROC-анализа выявило, что увеличение количества В-линий более 10 спустя 6 часов после завершения оперативного вмешательства позволяло предсказать развитие рентгенологических изменений через 24 часа после операции (AUC 0,82, р = 0,02, чувствительность 86%, специфичность 76%). Через 6 часов после вмешательства количество В-линий при ультразвуковом исследовании было больше у пациентов, которым в дальнейшем потребовалось проведение продленной вентиляции легких: 15 (14–27) по сравнению с 10 (3–13) у больных с экстубацией трахеи в течение первых 24 часов после операции (p = 0,02).
Заключение. Ультразвуковой контроль легких ускоряет диагностику дыхательных нарушений после кардиохирургических вмешательств и своевременно выявляет пациентов с более длительной потребностью в респираторной поддержке и пребывании в ОИТ.

Актуальность. Увеличение тонуса сосудов считается одним из важных факторов, приводящих к артериальной гипертонии (АГ). В клинической практике нет методов прямого измерения тонуса сосудов. Косвенно оценить тонус сосудов системы микроциркуляции можно при помощи исследования перфузии методом лазерной доплеровской флоуметрии (ЛДФ). Перфузия характеризует изменение потока крови в единицу времени в анализируемом участке, следовательно, этот параметр должен быть обратно пропорционален тонусу сосудов. Цель - сравнить перфузию кожи предплечья, измеренную методом ЛДФ, у пациентов с АГ и добровольцев с нормальными показателями артериального давления (АД), рассмотреть практическую применимость этого параметра для оценки тонуса сосудов системы микроциркуляции.

Материал и методы. Работа проведена на двух группах: группу 1 составили пациенты с АГ (n = 43; медиана возраста - 62 [57; 71] года), группу 2 - добровольцы без АГ (n = 62; медиана возраста - 28 [24; 37] лет). Измерение перфузии кожи предплечья проводили методом ЛДФ в течение 2 минут без применения функциональных проб. Для каждого обследуемого рассчитывали «базовую перфузию» - средний показатель перфузии на репрезентативном участке микроциркуляторной кривой.

Результаты. Медиана базовой перфузии в коже руки у пациентов с АГ значимо больше, чем у нормотензивных лиц: 4,88 [2,87; 8,98] и 3,41 [2,47; 4,99] ПЕ соответственно (р = 0,013). В качестве условного «нормального» уровня перфузии принято значение, соответствующее интерквартильному диапазону в контрольной группе. У 39,5% пациентов с АГ базовая перфузия соответствовала «норме», 46,5% пациентов имели показатель базовой перфузии выше «нормы», что может быть обусловлено сниженным тонусом периферических сосудов, и лишь у 14,0% пациентов базовая перфузия была снижена.

Заключение. Повышение перфузии крови в коже у части пациентов с АГ может свидетельствовать о снижении тонуса периферических сосудов, что, предположительно, является компенсаторной реакцией организма в ответ на повышение артериального давления. На полученные результаты, вероятно, влияли возрастные изменения сердечно-сосудистой системы, лекарственная терапия и другие факторы. Представляется целесообразным продолжить исследования состояния периферических сосудов. Их результаты могут внести вклад в понимание механизмов развития АГ у конкретного пациента, а в перспективе - применяться для персонализированного подхода в подборе терапии.

Актуальность. Одно из патологических действий моноксида углерода (СО) на кровь – образование карбоксигемоглобина. Поскольку карбоксигемоглобин полностью блокирует перенос кислорода, происходит суммарное снижение транспорта кислорода эритроцитами. В результате может возникнуть гипоксия в тканях. Воздействие СО на кровь может также вызвать повреждение клеточной мембраны. Метод атомной силовой микроскопии (АСМ) признан результативным для изучения механизмов структурных повреждений в мембранах эритроцитов.

Цель – с помощью АСМ выявить особенности изменения морфологии и агрегации эритроцитов в результате действия СО in vitro.

Материал и методы. Все эксперименты были проведены in vitro. Исследовали морфологию эритроцитов, их агрегаты с помощью АСМ. Забор крови (150 мкл) проводился в микроветы с ЭДТА (Sarstedt AG & Co., Германия) во время профилактического обследования 5 добровольцев. Для получения CO в пробирке смешивали в пропорции 1:1 муравьиную и серную кислоты. Для измерения концентрации карбоксигемоглобина в крови использовали спектрофотометрический метод, для вычисления концентраций производных гемоглобина в крови – метод “nonlinear fitting” экспериментальных спектров. Статистическую обработку данных проводили с помощью программы Origin (OriginLab Corporation, США).

Результаты. После воздействия СО происходило смещение пиков. При времени воздействия t₂=320 c процентное содержание карбоксигемоглобина составило CHbCO =88±2%. При t₁=160 c 10% клеток имели форму, отличную от дискоцитов, при t₂=320 c – 38% клеток. При увеличении времени воздействия СО происходила агрегация эритроцитов и образование их больших конгломератов размером до 30 мкм. В контрольном мазке доля дискоцитов составляла 96±2%, а остальные 4±1% имели форму эхиноцитов. Диаметр клеток был в диапазоне Dконтр=7,5±0,8 мкм. После воздействия СО t₁=160 c на кровь в монослое наблюдалось 28±5% клеток с диаметром (D)<5,7 мкм. После воздействия СО t₂=320 c процент клеток с размером D<5,7 мкм увеличился до 72±11%.

Заключение. Экспериментально показано, что воздействие СО на кровь вызывало изменение морфологии эритроцитов. Наблюдалось формирование связанных между собой эритроцитарных структур. При увеличении времени воздействия возникала агрегация эритроцитов и образование конгломератов.