Человеческое сердце — это самый первый орган, который формируется в эмбрионе, и он особенно сложен. Учёные до сих пор не уверены, как развиваются все его особенности. Ну а без этих знаний остаётся непонятным, к примеру, как и почему возникают определённые пороки сердца и болезни, и как мы могли бы их лечить, а ещё лучше — предотвращать их появление.
Для подобных исследований специалисты научились выращивать из стволовых клеток кардиоиды — простые сердечноподобные органы. Раньше для их выращивания использовались каркасы, формы или матрицы, на которые высаживались стволовые клетки.
Новая кардиоида спонтанно строилась сама собой без использования матрицы. Учёные, используя шесть сигнальных путей, которые координируют развитие сердца в человеческом эмбрионе, вырастили из пучка стволовых клеток крошечное искусственное «сердце» размером с кунжутное семечко. Более того, этот пульсирующий самоорганизующийся миниатюрный орган имел полую камеру, окружённую стенкой сердечной ткани.
Исследователи заметили, что после всего одной недели роста в лаборатории их масса клеток сформировала трёхмерную структуру, которая ритмично билась, выдавливая жидкость из своей камерной полости.
В одном из экспериментов команда заморозила определенные части мини-сердца с помощью холодного стального стержня. Некоторые клетки, само собой, начали умирать, подобно тому, как это происходит во время сердечного приступа. В то же время другие клетки начали мигрировать к повреждению и производить заживляющие белки.
Авторы работы говорят, что, помимо процесса формирования сердца и проблем с ним, их кардиоидная модель позволит тестировать различные сердечные препараты на безопасность и эффективность, прежде чем они уйдут на клинические исследования.
Сегодня только около 1 из 5 000 препаратов переходят от доклинических испытаний к клиническим. Тестирование лекарств в лаборатории на сердечноподобных органах может значительно увеличить их число.
На следующем этапе работы специалисты планируют вырастить самоорганизующиеся кардиоиды с несколькими камерами, как у обычного человеческого сердца.
Вообще, создание искусственных органов уже довольно далеко зашло. Я об этом писал серию публикаций, которая началась с создания учёными искусственного глаза, который по многим параметрам оказался эффективней человеческого. Если интересно, предлагаю ознакомиться с ними в Telegram-канале.
1. Исследование опубликовано в журнале Cell.
2. О ранее создаваемых кардиоидах.
3. О переходе препаратов от доклинических испытаний к клиническим.
Подписывайтесь на S&F, канал в Telegram и чат для дискуссий на научные темы.