heart
Кредит: CC0 Public Domain

Исследователи из Университета штата Мичиган впервые создали в лаборатории миниатюрную модель сердца человека, в которой представлены все основные типы клеток сердца и функционирующая структура камер и сосудистой ткани.

В США болезни сердца — причина смерти №1. «Эти мини-сердца представляют собой невероятно мощные модели для изучения всех видов сердечных заболеваний с невиданной ранее степенью точности», — сказал Айтор Агирре, старший автор исследования и доцент кафедры биомедицинской инженерии в Институте количественной науки и техники в области здравоохранения МГУ./p>

Это исследование «Генерация органоидов сердца, моделирующее раннее сердечное развитие человека в определенных условиях» появилось на сервере препринтов bioRxiv.

Органоиды сердца человека, или сокращенно hHOs, были созданы с помощью нового каркаса стволовых клеток, который имитирует среду развития эмбриона и плода.

«Органоиды — что означает» напоминающие орган «- это самособирающиеся трехмерные клеточные конструкции, которые в значительной степени воспроизводят свойства и структуру органа», — сказал Йонатан Израэли, аспирант лаборатории Агирре и первый автор учиться.

Нововведение включает в себя процесс биоинженерии, в котором используются индуцированные плюрипотентные стволовые клетки — взрослые клетки пациента, которые запускают эмбриональное развитие сердца в чашке, — создавая функциональное мини-сердце через несколько недель. Стволовые клетки получены от взрослых людей по их согласию и, следовательно, свободны от этических соображений.

«Этот процесс позволяет стволовым клеткам развиваться, как в эмбрионе, в различные типы клеток и структуры, присутствующие в сердце», — сказал Агирре. «Мы даем ячейкам инструкции, и они знают, что им делать, когда выполняются все соответствующие условия».

Предоставлено: Университет штата Мичиган.

Поскольку органоиды соответствуют естественному процессу развития эмбриона сердца, исследователи изучили в реальном времени естественный рост настоящего человеческого сердца плода.

Эта технология позволяет относительно легко создавать множество hHO одновременно, в отличие от существующих подходов тканевой инженерии, которые являются дорогостоящими, трудоемкими и трудно масштабируемыми.

Одна из основных проблем, с которыми сталкивается при изучении развития сердца плода и врожденных пороков сердца, — это доступ к развивающемуся сердцу. Исследователи ограничились использованием моделей млекопитающих, пожертвованных останков плода и исследований клеток in vitro для приблизительного определения функции и развития.

«Теперь у нас есть лучшее из обоих миров, точная человеческая модель для изучения этих болезней — крошечное человеческое сердце — без использования эмбрионального материала и без нарушения этических принципов. Это большой шаг вперед», — сказал Агирре.

Что дальше? Для Агирре процесс двоякий. Во-первых, органоид сердца представляет собой беспрецедентный взгляд на основы развития сердца плода.

«В настоящее время в лаборатории мы используем органоиды сердца для моделирования врожденного порока сердца — наиболее распространенного врожденного дефекта у людей, которым страдает почти 1% новорожденных», — сказал Агирре. «С помощью органоидов сердца мы можем изучить происхождение врожденного порока сердца и найти способы его остановить».

Во-вторых, хотя hHO сложен, он далек от совершенства. Для команды улучшение окончательного органоида — еще одно ключевое направление будущих исследований. «Органоиды — это небольшие модели сердца плода с характерными функциональными и структурными особенностями», — сказал Израэль. «Однако они еще не так совершенны, как человеческое сердце. Это то, над чем мы работаем».

Агирре и его команда очень довольны широким применением этих миниатюрных сердечек. Они предоставляют беспрецедентную возможность изучать многие другие сердечно-сосудистые заболевания — от кардиотоксичности, вызванной химиотерапией, до влияния диабета во время беременности на развивающееся сердце плода.




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *