Remiantis išvadomis, paskelbtomis šiaurės vakarų medicinos mokslininkai, sukūrė naują būdą širdies susitraukimams ir elektriniam aktyvumui išmatuoti žmogaus širdies audiniuose. Mokslo pažanga.
Daugelį metų širdies tyrimus ribojo ląstelių modelių trūkumas ir buvo remiamasi gyvūnų modeliais, kurie pakeistų žmonių širdis, sakė Elizabeth McNally, MD, mokslų daktarė, Elizabeth J. Ward genetinės medicinos profesorė. – vyresnysis tyrimo autorius.
„Mums reikia ląstelių, kurios iš tikrųjų plaka ir turi elektrinių savybių“, – sakė McNally, taip pat vadovaujantis Genetinės medicinos centrui. „Galime surinkti kraujo ląsteles iš pacientų, sergančių genetinėmis ligomis, ir paversti jas kamieninėmis ląstelėmis lėkštelėje. Iš šių kamieninių ląstelių sukuriame trimačius inžinerinius širdies audinius, kuriuos dabar galime atidžiai stebėti. Šie modeliai turi daug žmogaus savybių. širdys“.
Tyrimo metu McNally ir bendradarbiaujanti klinikų, genetikų ir bioinžinierių komanda sukūrė žmogaus širdies audinius lėkštelėje, naudodama kardiomiocitus, gautus iš indukuotų pluripotentinių kamieninių ląstelių, surinktų iš pacientų, sergančių genetinėmis širdies ligomis. Paprastai šios ląstelės kultivuojamos ant plokščių indų, tačiau tyrėjai augino ląsteles žieduose, kad geriau imituotų gyvas žmogaus širdis.
Tada mokslininkai sukonstruotas širdis prijungė prie mažų, lanksčių jutiklių, kurie realiu laiku fiksavo raumenų ir elektrinį aktyvumą. Jutikliai buvo sukurti bendradarbiaujant su John A. Rogers, Ph.D., Louis Simpson ir Kimberly Querrey medžiagų mokslo ir inžinerijos, biomedicinos inžinerijos ir neurologinės chirurgijos profesoriumi, kuris buvo vienas iš vyresniųjų tyrimo autorių, kartu su Igoriu. Efimovas, mokslų daktaras, Kardiologijos skyriaus biomedicinos inžinerijos ir medicinos profesorius.
Galiausiai tyrėjai sukėlė nereguliarų širdies plakimą ląstelėse ir ištyrė, kaip audiniai reagavo į vaistus, paprastai vartojamus pacientams, siekiant stabilizuoti širdies ritmą. Remiantis tyrimu, buvo išbandyti dviejų tipų dažniausiai vartojami širdies vaistai ir abu sugrąžino audinių širdies plakimą į normalų.
„Buvo sunku gerai apibūdinti elektrines šių audinių savybes“, – sakė Dominicas Fullenkampas, '14 MD, '12 Ph.D., '16 '21 GME, Kardiologijos skyriaus medicinos docentas ir pirmasis autorius. tyrimo.
„Ši platforma gali mums pasakyti apie pacientų polinkį išsivystyti aritmijai. Ji gali leisti mums atlikti pačių audinių EKG, panašiai kaip klinikoje tiriame paciento širdies savybes. Tai yra tikrasis pranašumas.”
McNally sakė, kad ne tik leidžia gydytojams ištirti individualius savo pacientų širdies modelius, bet ir galimybė stebėti inžinerinių audinių funkciją.
„Kitas žingsnis yra išsiaiškinti, kaip pagaminti kai kuriuos iš šių mažų prietaisų, kad kiti žmonės taip pat galėtų juos naudoti”, – sakė McNally.
McNally teigimu, naudojant inžinerinius širdies audinius gali sumažėti gyvūnų modelių poreikis širdies tyrimams ir pateikti žmonių modelį gyvoms širdims.
„Jei gausime rezultatus iš audinių, kurie nuspėja, kas vyksta su žmonėmis, tai mums nepaprastai vertinga“, – sakė McNally.
„Mes jau seniai naudojome gyvūnų modelius savo srityje, bet gyvūnų modeliai tik nuspėja, kas nutiks žmonėms. Tai gali sumažinti gyvūnų darbo, kurį reikia atlikti, kiekį. Manome, kad žmogaus ląstelės yra geras pirmas žingsnis siekiant tai padaryti.