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:

news-medical.net

женщин Работа над сознанием может улучшить психическое здоровье Сознание - осознание себя и своего окружения - часто называют «трудной проблемой». Научно объяснить, как мозг может создать субъективный опыт, который является чем-то нематериальным, - физический объект, нелегко. Но понимание того, как работает сознание, может помочь нам найти способы лечения, когда что-то идет не так. Здоровые люди могут более...
легкие Исследования указывают на возможную цель в лечении идиопатического легочного фиброза Давние догмы говорят, что фиброз легких при таких заболеваниях, как идиопатический легочный фиброз или ИЛФ, является результатом повторного повреждения альвеолярного эпителия, за которым следует нарушение регуляции. Новые исследования опровергают эту парадигму и предполагают возможную цель лечения легочного...
нейрон Ученые совершили прорыв в лечении болезни Паркинсона Исследователи добились значительных успехов в поиске новых методов лечения болезни Паркинсона. Управляя экспрессией генов клеток в мозге, не относящихся к нейронам, они смогли продуцировать новые дофаминовые нейроны. Исследование, выполненное на мышах и клетках человека, опубликовано в журнале Nature Biotechnology. Перепрограммируя клетки в мозге, ученые смогли улучшить моторные...
лаборатория Новая технология может помочь определить новые методы лечения заболеваний печени Неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП) - накопление жира в печени у людей, которые пьют мало или вообще не употребляют алкоголь - все чаще встречается во всем мире. В настоящее время нет утвержденных лекарств для лечения НАЖБП, которая, по прогнозам, вскоре станет основной причиной хронических проблем с...
Курение В Детройтской больнице пациенту для лечения поражения из-за использования вейпов проведена пересадка легких   Врачи в Детройтской больнице провели двойную пересадку легких человеку, чьи легкие были повреждены в результате вейпинга. Никакие другие подробности пересадки пока не были опубликованы. Однако пациент попросил свою медицинскую команду поделиться фотографиями и обновлениями, чтобы...
руки Разработан новый метод лечения болезни Паркинсона При нейродегенеративных состояниях, таких как болезнь Паркинсона, нейроны из определенной группы начинает погибать один за другим, вызывая проблемы с движением и другие симптомы. Ученые давно сосредоточились на выяснении, почему эти нейроны гибнут. Теперь оказывается, что они могут оставаться живыми. Исследователи обнаружили, что пораженные...
капсулы Ученые разработали препарат, замедляющий рост опухоли и усиливающий противоопухолевый ответ Соединение, разработанное учеными, блокирующее метаболизм глутамина, может замедлить рост опухоли, изменить ее микроокружение и способствовать выработке высокоактивных противоопухолевых Т-клеток. Препарат, «пролекарственная» версия антагониста глутамина DON, был разработан таким образом, чтобы активная форма...
кровь Разработана новая методика выявления частой причины тромботической микроангиопатии Существует группа заболеваний, симптомы которых имеют общее происхождение: поражение эндотелиальной ткани, которое покрывает внутреннюю часть кровеносных сосудов. Это повреждение, называемое ТМА (тромботическая микроангиопатия), вызывает миграцию тромбоцитов для покрытия раны. Меньшие кровеносные сосуды...

Больше новостей науки и медицины читайте по ссылке  Новости медицины