O echipă de ingineri canadieni au cultivat o bucată importantă din inima umană în miniatură, mai mult, aceasta și bate, notează Science Alert, care citează un studiu publicat în Advanced Biology. Iar succesul oamenilor de știință nu poate decât să bucure, mai ales că cercetările în domeniul tratamentelor pentru bolile cardiovasculare au evoluat foarte mult în ultimele decenii. De altfel, problemele cardiace sunt una dintre cauzele principale ale deceselor, care anual au ajuns la aproape 18 milioane de oameni, la nivel mondial.
Cum funcționează inima în miniatură
Un mic model funcțional al unui ventricul uman ar putea deschide noi drumuri în dezvoltarea de medicamente și terapii noi, precum și pentru studierea dezvoltării afecțiunilor cardiovasculare, oferind cercetătorilor o alternativă etică și mai precisă la abordările existente.
Cercetătorii de la Universitatea din Toronto și de la Universitatea din Montreal, Canada, au realizat prin inginerie inversă un vas cu o lungime de un milimetru (0,04 inch) care nu numai că bate ca în realitate, dar pompează lichidul la fel ca și camera de ieșire musculară a inimii unui embrion uman.
”Cu modelul nostru, putem măsura volumul de ejecție - cât de mult lichid este împins afară de fiecare dată când ventriculul se contractă - precum și presiunea acestui lichid”, spune inginerul biomedical de la Universitatea din Toronto, Sargol Okhovatian.
”Ambele au fost aproape imposibil de obținut cu modelele anterioare”, a adăugat el.
În mod obișnuit, există doar câteva opțiuni pentru a studia modul în care o inimă bolnavă sau sănătoasă canalizează sângele.
Organele care nu mai sunt pe deplin funcționale, cum ar fi cele îndepărtate în cadrul unei autopsii, oferă autenticitate fără activitate. Culturile de țesuturi ar putea oferi o fereastră către funcționalitatea biochimică, dar nu captează pe deplin hidraulica unei mase tridimensionale care pulsează.
Un model animal permite cercetătorilor să testeze modul în care o inimă vie funcționează ca o pompă sub influența unor tratamente nou dezvoltate, dar nu este întotdeauna cea mai etică opțiune.
Alăturându-se unui val de modele 3D de părți ale corpului care se dezvoltă și se comportă exact așa cum a intenționat natura (fără a se desfășura în organe complet funcționale), acest nou organ asemănător inimii a fost cultivat în laborator folosind un amestec de materiale sintetice și biologice.
Celulele în sine au fost derivate din țesuturile cardiovasculare ale șobolanilor tineri și apoi au fost cultivate pe un strat de schelă imprimată dintr-un polimer cu caneluri pentru a direcționa creșterea țesutului.
Această plasă plată a forțat structura să imite alinierea fibrelor musculare cardiace ale ventriculului stâng uman - camera finală voluminoasă care lansează sângele în aortă cu o apăsare puternică.
Pentru a transforma stiva de celule cardiace cu trei straturi în ceva care să semene mai mult cu o cameră pulsatorie, echipa a folosit un arbore în formă de con pe care l-a numit mandrină. O rotire rapidă în proba de țesut și gata - un simplu ventricul. Tot ceea ce a fost necesar pentru a face să bată acest tub micuț de celule musculare cardiace a fost o serie de mici șocuri electrice.
”Până în prezent, au existat doar câteva încercări de a crea un model cu adevărat 3D al unui ventricul, spre deosebire de foile plate de țesut cardiac”, spune autorul principal, Milica Radisic, chimist la Universitatea din Toronto.
”Practic, toate acestea au fost realizate cu un singur strat de celule. Dar o inimă reală are mai multe straturi, iar celulele din fiecare strat sunt orientate în unghiuri diferite. Atunci când inima bate, aceste straturi nu numai că se contractă, dar se și răsucesc, un pic ca și cum ai răsuci un prosop pentru a stoarce apa din el. Acest lucru permite inimii să pompeze mai mult sânge decât ar face-o în mod normal”, a mai spus chimistul Radisic.
De la ce pacienți se DONEAZĂ. Radu Zamfir, despre "non-heart beating" și LEGEA transplantului
”Inima” poate deschide calea către un organ funcțional și transplantabil
Modelul este o dovadă excelentă de concept, unul care ar putea fi în timp mărit pentru a include mai multe straturi de țesut pentru a reprezenta un sistem mai puternic.
Este chiar posibil ca, în timp, schela să fie îndepărtată și să fie încorporat un amestec de țesuturi de origine umană, ceea ce ar putea nu doar să îmbunătățească structura ca model, ci și să deschidă calea către un organ complet funcțional și transplantabil.
”Cu aceste modele, putem studia nu numai funcția celulară, ci și funcția țesutului și a organului, toate acestea fără a fi nevoie de intervenții chirurgicale invazive sau de experimente pe animale”, spune Radisic.
”De asemenea, le putem folosi pentru a examina biblioteci mari de molecule candidate la medicamente pentru a detecta efectele pozitive sau negative”, a adăugat chimistul.
Fiți la curent cu ultimele noutăți. Urmăriți DCMedical și pe Google News
Te-a ajutat acest articol?
Urmărește pagina de Facebook DCMedical și pagina de Instagram DCMedical Doza de Sănătate și accesează mai mult conținut util pentru sănătatea ta, prevenția și tratarea bolilor, măsuri de prim ajutor și sfaturi utile de la medici și pacienți.
