Команда из Мюнхенского технического университета (TUM) индуцировала стволовые клетки, имитирующие развитие человеческого сердца.

Группа исследователей из Мюнхенского технического университета (TUM) разработала метод индуцирования стволовых клеток для имитации самых ранних стадий развития человеческого сердца, в результате чего были созданы "мини-сердца", известные как органоиды. Органоиды, которые содержат как клетки сердечной мышцы, так и клетки внешнего слоя сердечной стенки (эпикарда), имеют около полумиллиметра в диаметре и могут сокращаться подобно камерам человеческого сердца. Работа команды, опубликованная в Nature Biotechnology, представляет собой значительный шаг вперед в изучении развития сердца и может привести к новым методам лечения сердечных заболеваний.

Команда, возглавляемая профессором Алессандрой Моретти, разработала процесс получения органоидов с использованием плюрипотентных стволовых клеток. В течение нескольких недель в культуру клеток добавляют различные сигнальные молекулы, чтобы имитировать сигнальные пути в организме, которые контролируют программу развития сердца. Полученные органоиды можно стимулировать электрическим током, что позволяет исследователям изучать их поведение.

В дополнение к созданию первых в истории "эпикардиоидов" команда сделала несколько других важных открытий. Посредством анализа отдельных клеток они определили, что клетки-предшественники типа, лишь недавно обнаруженного у мышей, образуются примерно на седьмой день развития органоида, что приводит к образованию эпикарда. Эти открытия могут помочь найти новые методы лечения сердечных приступов и других состояний, а также понять, почему сердце плода может восстанавливать само себя - способность, которая почти полностью отсутствует в сердце взрослого человека.

Команда также показала, что органоиды могут быть использованы для изучения заболеваний отдельных пациентов. Используя плюрипотентные стволовые клетки пациента, страдающего синдромом Нунана, исследователи смогли получить органоиды, имитирующие характеристики заболевания в чашке Петри. Такой индивидуальный подход к изучению заболеваний сердца может привести к появлению новых методов лечения и сокращению числа испытаний на животных.

Исследователи зарегистрировали международный патент на процесс создания органоидов сердца, и эпикардиоидная модель является одним из нескольких органоидных проектов TUM. Центр органоидных систем при TUM объединит рабочие группы из различных отделов и кафедр для проведения междисциплинарных исследований органоидов поджелудочной железы, головного мозга и сердца с использованием самых современных методов визуализации и клеточного анализа. Это исследование может привести к прогрессу в медицине с использованием 3D-систем для человека.