Mot en naturlig pacemaker

Konstgjorda hjärtstimulatorer har räddat och förlängt livet för tusentals människor, men de har sina brister – till exempel en fast puls och en begränsad livslängd. Skulle en permanent biologisk lösning kunna vara möjlig?

Richard Robinson och kollegor vid universiteten Columbia och Stony Brook i New York tror verkligen det, och deras arbete som publiceras i det senaste numret av The Journal of Physiology för drömmen ett steg närmare verkligheten.

Kroppens egen naturliga pacemaker, den s.k. sinoatriella noden (SA-noden), är extremt sårbar för skador under en hjärtattack och lämnar ofta patienten med en svag, långsam eller opålitlig hjärtrytm. Hjärtat har begränsad förmåga att återhämta sig från skadan, så det konventionella tillvägagångssättet är att montera en elektronisk anordning för att övervaka och styra slaget direkt.

Therapier som hjälper till att höja hjärtfrekvensen biologiskt skulle kunna vara en mycket bättre lösning, men det finns några stora hinder. Det sätt på vilket elektriska signaler genereras i SA-knutan – och därmed hjärtfrekvensen – är långt ifrån enkelt. Det finns tre separata elektriska vägar mellan cellerna, som kallas HCN- eller ”roliga” kanaler (på grund av deras komplexa beteende), som kan vara inblandade.

Dr Robinsons arbete bidrar till att kasta ljus över HCN-kanalernas hemligheter, men viktigare är att beskriva en cellkultur som de har utvecklat och som exakt efterliknar HCN-funktionen i hela däggdjurshjärtan, vilket kommer att göra framtida forskning på området mycket snabbare och enklare.

Forskarna använde sin nya cellmodell för att genetiskt ”koppla om” två av HCN-kanalerna. Den resulterande hjärtfrekvensen var mycket snabb med oregelbundna pauser, precis som man redan har observerat hos hundar och möss.

Det är tidigt – men de värdefulla nya dator- och cellmodellerna är idealiska för att testa potentiella nya läkemedel för att påverka hjärtfrekvensen och bana väg för att nya genetiska biologiska pacemakers ska kunna utvecklas.