Toto „ľudské srdce“ veľkosti tlčiaceho sezamového semienka vyrástlo samo v laboratóriu

Ubíjajúci kardioid. (The Mind Lab)

Vedci úspešne vypestovali zväzok ľudí kmeňových buniek do maličkého umelého „srdiečka“ veľkosti sezamového semienka.

Pulzujúca hmota je prvý samoorganizujúci sa miniatúrny orgán, ktorý sa podobá ľudskému srdcu, vrátane dutej komory uzavretej stenou tkaniva podobného srdcu.

Boli to jednoduché orgány podobné srdcu alebo kardioidypredtým postavený v laboratóriu, ale len s použitím lešenia, formy alebo matrice, aby sa bunky poskladali.



Tento nový kardioidný model sa spontánne skonštruoval. Všetko, čo vedci museli urobiť, bolo priviesť pluripotentné kmeňové bunky vo svojej miske pomocou šiestich signálnych dráh, o ktorých je známe, že koordinujú vývoj srdca v ľudskom embryu.

Iné štúdie dokázali pomocou podobných signalizačných techník vypestovať samoorganizujúce sa organoidy oka, samoorganizujúce sa mozgové organoidy a samoorganizujúce sa črevné organoidy.

'Nie je to tak, že by sme používali niečo iné ako ostatní výskumníci, ale používame len všetky známe signály,' vysvetľuje biológ Sasha Mendjan z Rakúskej akadémie vied vo Viedni.

Je známe, že tieto signály vedú k kmeňová bunka diferenciácia, ktorá umožňuje tomuto umelému orgánu alebo organoidu pri prísnej kontrole vyvinúť odlišné vrstvy.

Už po jednom týždni pestovania v laboratóriu si výskumníci všimli, že ich množstvo buniek vytvorilo 3D štruktúru, ktorá mohla rytmicky biť a vytláčať kvapalinu dovnútra a von z jej komorovej dutiny.

Zbierka kardioidov. (The Mendjan Lab)

Ľudské srdce je úplne prvý orgán, ktorý sa tvorí v embryu, a je obzvlášť zložité. Vedci si stále nie sú istí, ako rozvíja všetky svoje vlastnosti.

Bez týchto vedomostí nie je jasné, ako alebo prečo sa vyskytujú určité srdcové malformácie a choroby, ani ako ich môžeme najlepšie liečiť.

V prírode ľudské srdce najskôr tvorí endokardiálne trubice a neskôr sa rozdelí na srdcový sval a extracelulárnu matricu vyplnenú srdcovou želé. Až potom sa vytvorí vnútorná výstelka srdcových komôr.

Jednoduchý kardioidný model tímu teraz umožňuje lepšie pochopiť „holé základy“.

„Chceme prísť s modelmi ľudského srdca, ktoré sa vyvíjajú prirodzenejšie, a preto predpovedajú ochorenie,“ hovorí Mendjan.

„Myslíme si, že táto „skrytá mágia“ vývoja, veci, o ktorých ešte nevieme, je dôvodom, prečo v súčasnosti choroby nie sú veľmi dobre modelované,“ dodáva.

Ako k tomuto zložitému procesu dochádza prostredníctvom signalizácie, je stále nejasné, ale autori dúfajú, že ich nový model nám poskytne lepší prehľad.

Nakoniec tím zistil, že srdcový sval a endokardiálne bunky ich organoidu sú kontrolované dvoma počiatočnými signálmi, WNT a ACTIVIN. Akonáhle boli tieto bunkové stavebné bloky vytvorené, potom začali navzájom interagovať, aby vytvorili srdcové komory v tepovej komore.

Keď tím zmrazil určité časti mini-srdiečok pomocou studenej oceľovej tyče, všimli si, že niektoré bunky začali odumierať, podobne ako pri infarkte. V rovnakom čase začali do poškodenia migrovať ďalšie opravné bunky a produkovať liečivé proteíny.

Autori dúfajú, že ich model nám umožní otestovať kardiologické lieky na bezpečnosť a účinnosť predtým, ako ich vezmeme Klinické štúdie . dnes len asi 1 z 5 000 liekov urobiť skok od predklinických testov k vývoju liekov, čo znamená, že je tu veľa priestoru na zlepšenie.

Testovanie liekov v laboratóriu na orgánoch podobných srdcu môže pomôcť zlepšiť tieto miery úspešnosti, čo nám umožní určiť, ktorý liek je toxický alebo ktorý pravdepodobne nebude mať nejaký účinok v klinických štúdiách.

Mendjan a jeho kolegovia teraz dúfajú, že sa budú organizovať samikardioidovs viacerými komorami, podobnými našim vlastným srdciam, pre ďalší výskum vývoja srdca a potenciálnej liečby.

Štúdia bola publikovaná v r Bunka .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.