Un pas important a fost făcut la Harvard pentru a produce inimi umane pentru transplant

Actual: Inimă nu se poate regenera după deteriorare. Prin urmare, eforturile specialiștilor în inginerie tisulară încearcă să dezvolte tehnici pentru regenerarea muschi cardiac a dezvolta și în viitor a crea o inimă întreagă de la zero este de mare importanță pentru cardiologie și chirurgie cardiacă. Aceasta este o sarcină dificilă, totuși, deoarece structurile unice trebuie modelate, în special aranjarea în spirală a celulelor. De mult s-a bănuit că acest tip de organizare celulară este necesar pentru pomparea unor volume suficient de mari de sânge.


Bioinginerii de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences au reușit să creeze primul model biohibrid al unei camere a inimii umane celule cardiace dispuse spiralat pentru a crea și prin aceasta a dovedi că presupunerea a fost corectă. Acest aranjament spiralat al celulelor crește semnificativ cantitatea de sânge care este pompată cu fiecare bătaie a inimii. Acesta este un pas important care ne aduce mai aproape de obiectivul de a construi o inimă transplantabilă de la zero", spune profesorul Kit Parker, unul dintre autorii principali ai studiului. Putem citi rezultatele pe paginile din Ştiinţă citește.

 Sursa imagine: Pixabay; Aceste

Bazele realizărilor de astăzi ale oamenilor de știință americani au fost puse acum 350 de ani de englezul Richard Lower. Medicul, ai cărui pacienți era regele Carol al II-lea, a fost primul care a observat și a descris în Tractatus de Corde că fibrele mușchiului inimii sunt dispuse în spirală. De-a lungul secolelor care au urmat, oamenii de știință au aflat din ce în ce mai multe despre asta Inimă, dar studiul aranjamentului spiralat al celulelor sale a fost foarte dificil. În 1969, Edward Sallin de la Școala de Medicină a Universității din Alabama a emis ipoteza că aranjarea în spirală a celulelor a făcut ca inima să funcționeze atât de eficient. Cu toate acestea, nu a fost ușor să testăm această ipoteză, deoarece este foarte dificil să compari inimi cu diferite geometrii și rețele de fibre a construi.
Scopul nostru a fost să construim un model care să ne permită să testăm ipoteza lui Sallin și să studiem semnificația structurii fibrelor spiralate”, explică John Zimmerman de la SEAS.

Cercetătorii au dezvoltat o metodă numită Focused Rotary Jet Spinning (FRJS). Dispozitivul funcționează similar cu o mașină de vată de zahăr. Lichidul Biopolimer in rezervor iese printr-o deschidere mica si este forțe centrifuge, care acționează asupra rezervorului rotativ, sunt împinse spre exterior. După părăsirea rezervorului, solventul se evaporă din biopolimer și materialul se întărește în fibre. Un flux de aer controlat cu precizie, la rândul său, aduce fibre în forma potrivită. Prin manipularea acestei raze, este posibil să se confere fibrelor structura corectă care o imită pe cea a fibrelor musculare cardiace. Cu FRJS, putem replica cu precizie structuri complexe prin crearea de structuri cu una și chiar patru camere, adaugă Hubin Chang.

După ce structurile adecvate au fost țesute în acest fel, cercetătorii au scos în evidență celule musculare ale inimii de șobolan sau cardiomiocite a obţinut celule stem umane pe o astfel de schelă. O săptămână mai târziu, schela a fost acoperită cu mai multe straturi de celule cardiace contractive și diastolice dispuse în același mod ca fibrele biopolimerului.
Cercetătorii au creat două arhitecturi ale celulelor cardiace. Unul cu fibre dispuse în spirală, celălalt cu fibre dispuse în cerc. Apoi i-au comparat deformarea camerei, viteza de transmitere a semnalelor electrice și cantitatea de sânge expulzată în timpul contracției. Camera cu fibre dispuse radial s-a dovedit a fi superioară camerei cu aranjament circular în toate aspectele testate.

În plus, oamenii de știință au arătat că metoda lor poate fi extinsă nu numai la dimensiunea unei inimi umane, ci chiar la dimensiunea unei inimi de balenă minke. Nu au făcut nicio testare pe modele mai mari, deoarece acestea folosesc miliarde de cardiomiocite ar fi cerut.