Ученые приблизились к созданию первого искусственного сердца

Ученые вырастили сокращающуюся 3D ткань сердца

Существует много заболеваний сердца, которые приводят к сердечной недостаточности и диагностируются при развитии симптомов на последней стадии. Часто возникает такая ситуация, что существенно улучшить здоровье и увеличить ожидаемую продолжительность жизни у больного с сердечной недостаточностью почти до нормы может только пересадка сердца. Однако, поскольку существует дефицит донорских органов, ученые активно работают в сфере выращивания настоящих сердец. Такие органы в будущем могут быть выращены в лаборатории из стволовых клеток и решат проблему длительного ожидания в листе трансплантации сердца.

Существующие в настоящее время «искусственные» сердца могут представлять собой особые аппараты, но их имплантация сопряжена с рядом осложнений. Первое искусственное сердце, которое будет выращено из стволовых клеток и на все 100% будет похоже на натуральный орган человека, все еще находится на этапах разработки. Но недавнее исследование позволило значительно приблизиться к цели – ученым удалось вырастить сокращающуюся 3D ткань сердца из стволовых клеток. Пока что она будет использоваться в качестве модели изучения мерцательной аритмии и для испытания лекарственных средств, но успешность использованной технологии уже большой прогресс для возможного выращивания настоящего сердца в лаборатории.

Ученые университетской клиники Гамбург-Эппендорф нашли способ вырастить ткань человеческого сердца. Эта разработка поможет исследователям более тщательно изучить механизмы и лечение фибрилляции предсердий, или мерцательной аритмии, наиболее распространенной формы аритмии.

Клетки сердечной мышцы, или кардиомиоциты, которые в норме развиваются из человеческой плюрипотентной стволовой клетки, вырастили для формирования 3D сердечной ткани подобной настоящему предсердию, ткани, которая «бьется», т.е. обладает способностью сокращаться, способна экспрессировать гены и развивать ответную реакцию на введение лекарственных средств.

Впервые ткань предсердий была воспроизведена in vitro из практически неограниченного источника – плюрипотентных стволовых клеток.

Марта Лемм

Лемм и ее команда утверждают, что эта сердечная ткань может быть использована как для исследования механизма фибрилляции предсердий, так и для доклинических испытаний лекарственных средств: «Для тестирования потенциально новых медикаментов нам нужно создать модель фибрилляции предсердий «в пробирке». И первый шаг в этом направлении, это получить клетки очень близкие к настоящим».

Для создания предсердно-подобных кардиомиоцитов из стволовых клеток ученые использовали один из метаболитов витамина А – политрансретиноевую кислоту. Донорские клетки крови или кожи были генетически перепрограммированы в состояние незрелой стволовой клетки, а затем обработаны ретиноевой кислотой, которая индуцировала их трансформацию в кардиомиоциты.

Эта техника недавно была разработана и другими исследователями, но наша инновация в конвертации клеток в кардиомиоциты в трехмерной среде, говорит Лемм: «В самом деле, мы доказали, что по сравнению с двумерной средой, трехмерная более благоприятна для дифференцировки клеток в направлении предсердного фенотипа. Ценность нашего исследования в непосредственном сравнении на молекулярном и функциональном уровне нашей 3D смоделированной ткани с естественной тканью предсердий, взятой от пациентов.

Сегодняшнее лечение фибрилляции предсердий имеет ограниченную эффективность и связано с неблагоприятными побочными эффектами. Кроме того, разработка новых лекарств осложнялась трудностями с процессами выделения и поддержкой жизнедеятельности клеток предсердий. 

Теперь же выращенные в клинике кардиомиоциты дают ученым прекрасную возможность смоделировать фибрилляцию предсердий и протестировать медикаменты в эксперименте.

«Тем не менее, совершенству, как известно, предела нет, поэтому мы продолжим и дальше улучшать нашу разработку для достижения еще большего сходства с человеческой тканью. Для нас следующим шагом станет тестирование различных средств вызывающих аритмию, изучения механизмов электрического ремоделирования фибрилляции предсердий и тестирование новых препаратов».

Новая технология конвертации стволовых клеток в клетки сердца в трехмерной среде в будущем может стать большим шагом в развитии методик выращивания первого искусственного сердца, созданного из настоящих клеток и по всем функциям соответствующего натуральному органу.

 

Автор:Мария Шехтер

Читать подробнее:

https://www.news-medical.net/news/20181108/Scientists-grow-3D-beating-human-heart-tissue.aspx

Ученый Британские ученые нашли способы превратить рак в хроническое заболевание Британские ученые, занимающиеся онкологическими заболеваниями, запускают то, что они называют первой в мире «дарвиновской» программой разработки лекарств, чтобы опередить способность рака становиться резистентным даже к самым новым методам лечения и рецидивировать. Не отказываясь от поисков окончательного излечения рака,...
Врач Один из последних препаратов для лечения шизофрении применяется в виде инъекций В 2015 году FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США) одобрило применение нового препарата Аристады (арипипразола лауроксила) для лечения взрослых с шизофренией, тяжелым инвалидизирующим заболеванием головного мозга. Аристаду вводит медицинский работник каждые...
Ребенок Новое устройство позволяет детям с сахарным диабетом 1 типа жить практически нормальной жизнью Число людей, живущих с диабетом 1 типа, увеличивается во всем мире, особенно среди детей младшего возраста. По данным международных организаций, в 2017 году насчитывалось более миллиона детей с диабетом 1 типа. При этом заболевании, которое практически невозможно предотвратить или вылечить, иммунная...
Врач с аутизмом Отзыв на сериал "Хороший доктор" 2 сезон о враче с синдромом аутизма  (The Good Doctor)  Сериал "Хороший доктор" в первом сезоне обрел большую популярность из-за необычной сюжетной линии, повествующей о жизни врача с аутизмом. Аутизм – состояние, влияющее на построение социальных связей в обществе, а в данном сериале показана вся глубина взаимоотношений между врачом и пациентом. Сериал "Хороший доктор" 2...
Псориаз Ученые выяснили, какие препараты лучше для лечения псориаза Распространенное хроническое заболевание кожи, которым страдают 125 миллионов человек во всем мире, псориаз - аутоиммунное заболевание, при котором иммунная система поражает собственные здоровые клетки организма. В последние годы новые лекарства, известные как биопрепараты, которые подавляют гиперактивную иммунную систему путем...
Женщина прыгает Слабость при ВИЧ-инфекции излечивается с помощью современной терапии Лечение эпидемии ВИЧ / СПИДа значительно продвинулось с появлением новейшей антиретровирусной лекарственной терапии и мощных инструментов для тестирования на лекарственную устойчивость, что делает ВИЧ-инфекцию почти «необнаруживаемой» у пациентов, которые строго придерживаются своей схемы медикаментозной терапии. Кроме того, ученым...
Лекарства Новая схема антиретровирусной терапии, включающей Долутегравир, более эффективна для лечения ВИЧ Последние новости о лечении ВИЧ обнадеживают - новая, более эффективная лекарственная комбинация распространяется по всему миру. Вновь диагностированные пациенты с ВИЧ в настоящее время получают новую схему приема антиретровирусных препаратов, содержащих Долутегравир (DTG), препарат, который имеет...
стол диабетика Одобрен новый препарат для лечения сахарного диабета в 2019 году Zynquista (сотаглифлозин) представляет собой пероральную препарат, или таблетку, которая ингибирует белки SGLT-1 и SGLT-2, влияющие на то, как кишечник и почки поглощают глюкозу, что приводит к улучшению контроля диабета. Новый препарат для лечения диабета - совместная разработка Sanofi и Lexicon, разработанный для людей, больных с диабетом 1...

Больше новостей науки и медицины читайте по ссылке  Новости медицины