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

Нарушения языкового развития - нередкое, но малоизвестное явление Рецензентами новой научной статьи о нарушениях языкового развития стали дети В то время как мы ожидаем, что ученые будут публиковаться в журналах, предназначенных для коллег, пара западных исследователей недавно нацелилась на более молодую аудиторию - намного моложе. Рецензентам их новейшей научной статьи «Нарушение языкового развития: условия детства, о которых нам нужно поговорить», являются...
Ученые выявили пути мозга, отвечающие за альтруизм Пути мозга к воображению могут содержать ключ к альтруистическому поведению В те доли секунды, когда люди видят других в бедственном положении, нервные пути в мозге поддерживают стремление помочь через грани воображения, которые позволяют людям увидеть эпизод по мере его развития и представить, как помочь нуждающимся, по словам команды исследователей. Этот процесс упоминается как эпизодическое...
Одобрено новое лечение против ВИЧ Одобрен новый препарат против ВИЧ: два лекарства в одной таблетке Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) объявило об одобрении Dovato, препарата против ВИЧ для людей, которые ранее не получали антиретровирусную терапию. Новый препарат предназначен для людей, у которых нет известной или предполагаемой устойчивости к терапии. Ранее терапия для...
Артроскопия в некоторых случаях точнее, чем МРТ При диагностике хондральных дефектов коленного сустава артроскопия более эффективна, чем МРТ По словам ученых, артроскопия для постановки поражения в хондральной области коленного сустава является более точным методом диагностики, чем магнитно-резонансная томография. Хондральные повреждения колена являются распространенным источником боли у спортсменов, но один из основных методов диагностики и постановки этих...
Адекватное лечение ХБП важно для снижения рисков прогрессирования заболевания. При хронической болезни почек пациентам требуется улучшение качества медицинской помощи из-за распространенности неконтролируемой гипертонии и диабета Пациенты с хронической болезнью почек (ХБП) имеют высокую распространенность неконтролируемой гипертонии и диабета, но использование статинов в этой группе ниже руководящих принципов контроля холестерина, согласно недавно проведенному...
ВИЧ был использован в лечении заболевания ВИЧ был использован для генной терапии серьезного заболевания иммунной системы Американские ученые сообщили, что они использовали ВИЧ, чтобы сделать генную терапию, которая вылечила восемь детей с тяжелым комбинированным иммунодефицитом или болезнью «мальчика в пузыре». Результаты нового исследования были опубликованы в New England Journal of Medicine. Дети, рожденные практически без иммунной защиты,...
Новая технология в лечении ожогов предполагает использование спрея. Новый метод лечения ожогов позволит значительно повысить эффективность лечения У миллионов людей, которые ежегодно страдают от тяжелых ожогов и ссадин, появилась новая надежда. ReCell, регенерирующее решение для клеток кожи, является первым в своем роде лечением, одобренным Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США для кожи спины. Во всем мире очень большое количество человек...
Использование стволовых клеток для лечения эпилепсии - новая перспективная методика. Стволовые клетки для лечения эпилепсии: механизм действия, стадия испытаний Эпилепсия является неврологическим состоянием, характеризующимся повторяющимися эпизодами судорог. У большинства случаев эпилепсии нет четкой известной причины, кроме генетических факторов. Первичным патогенезом генетических форм эпилепсии является аномальная экспрессия определенных рецепторов в головном мозге, что...

Больше новостей науки и медицины читайте по ссылке  Новости медицины