Учените произвеждат структури, които наподобяват на малки, примитивни сърца, създадени от човешки стволови клетки.
Тези миниатюрни структури, биха могли да помогнат на учените да провеждат тестове за лекарства съсредоточени върху сърдечните болести. Освен това ще могат да научат повече за начина, по който се развива сърцето и да получат достатъчно информация, която да ни предпази от дефекти.
„Напълно е възможно тези структура да участват в сърдечни операции, въпреки че трябва да се измине дълъг път до осъществяване на тази идея“. Разказва за съвместното проучване д-р Брус Конклин, специалист по стволови клетки и биолог в института „Гладстоун“ по сърдечно-съдови заболявания в Сан Франциско, пред списание „Science“. „Изследователите също биха могли да използват тези структури като модели за определяне на повредените сърца“, добавя той.
Конклин и колегите му изработват сърцата от човешки плурипотентни стволови клетки, които все още не са зрели, но имат способността да се превърнат във всяка тъкан от тялото. В последното десетилетие учените са открили как да използват различните химикали, свързани с дейността на стволови клетки, за да се препрограмират зрелите клетки, по-известни като индуцирани плурипотентни стволови клетки, които един ден могат да се заменят унищожените клетки в резултат на болест или травма.
В предишните изследвания са се използвани стволови клетки с помощта, на които може да се създаде мускул на биещо сърце в петриеви панички. Учените са изобретили и тръбички от сърдечни клетки, които се задействат като малки помпи. Въпреки това, тези проекти не се създават от камари намерени в сърцата на живи животни и това е причината да не изобразяват нормалното 3D развитие на ембрионалното сърце.
Учените са установили, че когато стволовите клетки са ограничени до малки ями, които едва побират върха на химикал, те могат да се развият в микроскопични биещи камери.
Изследователите гравират широки вдлъбнатини от 200 до 600 микрона в дъното на петриево блюдо. (За сравнение, средната човешка коса е широка около 100 микрона.) След това нарастват колонии на човешките стволови клетки в тези ями. Стволовите клетки са генетично препрограмирани от възрастната кожна тъкан.
Изследователите са открили, че когато стволовите клетки се отглеждат в малки вдлъбнатини, механичните сигнали, които се получават от раждането в такива тесни пространства помагат да се организират в кухи камери. Клетките по краищата на ямите, при които се образува голям механичен стрес или напрежение, са разработени, за да изглеждат по-скоро като фибробласти. Клетките, които произвеждат колаген се виждат в съединителната тъкан. За разлика от тях, тези в центъра са разработени в клетките на сърдечния мускул.
Когато изследователите излагат тези малки клетъчни структури на лекарството - талидомид, известно със страничните ефекти като сърдечни дефекти и деформирани крайници, „миниатюрните сърца“ не успяват да се развият нормално. Те стават по-малки и срещат известни трудности в сравнение със сърдечната тъкан, която не е изложена на ефекта от лекарството.
Откритията предполагат, че тези структури могат да помогнат за изпробване на лекарствата, които са все още са във фаза на проучване и имат опасни странични ефекти при животинските модели.
„Най-често докладваните вродени дефекти включват областта на сърцето и тези изследвания са от изключителна важност за определяне на безопасността на лекарството по време на бременност“, съобщава в изявление, Конклин. „Всяка година, най-много 280 000 бременни жени са изложени на лекарства, които крият потенциален риск.“
