Prima mini-inimă umană, cultivată într-un laborator, îi va ajuta pe oamenii de știință să găsească modalități de a trata afecțiunile cardiace

Oamenii de știință din SUA au dezvoltat primele modele de mini-inimă care funcționează pentru a ajuta la identificarea tulburărilor cardiace în laborator.

Organoidele inimii umane (hHOs), care au camere funcționale și țesut vascular, au fost create cu celule stem pentru a imita „piulițele și bolțurile” modului în care se dezvoltă o inimă fetală în pântece.

Minusculele hHOs, care au crescut în jur de 0,04 inci (1 mm) în diametru după doar 15 zile, au început să bată la numai șase zile, transmite Daily Mail.com.

Cercetătorii spun că inimile lor sferice sunt „cel mai fidel model de organoid cardiovascular uman” cultivat in vitro până în prezent.

Modelele de inimă umană în miniatură realizate în laborator îi vor ajuta pe oamenii de știință să înțeleagă mai bine cum se dezvoltă defecte precum boli cardiace congenitale, care afectează 1% din toate nașterile vii.

„Cu organoidele noastre cardiace, putem studia originea bolilor cardiace congenitale și să găsim modalități de a o opri”, a spus Aitor Aguirre, profesor asistent de inginerie biomedicală la Michigan State University.

„Aceste microfoane constituie modele incredibil de puternice în care să studiezi tot felul de afecțiuni cardiace cu un grad de precizie nevăzut înainte”.

Celulele stem sunt celule umane speciale care au capacitatea de a se dezvolta în mai multe tipuri de celule diferite, de la celulele musculare la celulele creierului.

În unele cazuri, acestea au, de asemenea, capacitatea de a repara țesuturile deteriorate.

Celulele stem sunt împărțite în două forme principale – celule stem embrionare și celule stem adulte.

Celulele stem embrionare pot deveni toate tipurile de celule ale corpului, deoarece sunt pluripotente – ele pot da naștere la multe tipuri de celule diferite.

Celulele stem adulte se găsesc în majoritatea țesuturilor adulte, cum ar fi măduva osoasă sau grăsimea, dar au o capacitate mai limitată de a da naștere la diverse celule ale corpului.

Între timp, celulele stem pluripotente induse (iPSCs) sunt celule adulte care au fost reprogramate genetic pentru a fi mai mult ca celulele stem embrionare.

HHO-urile au arătat o asemănare foarte mare cu inimile fetale umane, atât morfologic – din punct de vedere al structurii – cât și a complexității de tip celular și au „camere interne sofisticate, interconectate”.

Una dintre problemele principale cu care se confruntă studiul dezvoltării inimii fetale și a defectelor cardiace congenitale este accesul la o inimă în curs de dezvoltare.

Cercetătorii au fost anterior limitați la utilizarea modelelor de mamifere și a resturilor fetale donate.

„Acum putem avea cel mai bun din ambele lumi, un model uman precis pentru studierea acestor boli – o inimă umană minusculă – fără a folosi material fetal sau a încălca principiile etice”, a spus Aguirre.

Echipa spune că metoda lor este scalabilă și are potențialul de a fi replicat în alte laboratoare.

La fel ca și bolile cardiace congenitale, HHO-urile pot ajuta la studiul cardiotoxicității induse de chimioterapie și efectul diabetului în timpul sarcinii asupra inimii fetale în curs de dezvoltare.

Cu toate acestea, hHO este „departe de a fi perfect” în comparație cu o inimă umană, iar cercetările viitoare la Universitatea de Stat din Michigan vor viza îmbunătățirea modelelor.

„Organoizii sunt modele mici ale inimii fetale cu caracteristici funcționale și structurale reprezentative”, a spus Yonatan Israelian, un student absolvent în laboratorul Aguirre și primul autor al studiului.

„Cu toate acestea, nu sunt la fel de perfecte ca o inimă umană. Acesta este un lucru spre care lucrăm.’

Celulele stem utilizate pentru proces au fost obținute de la adulții consimțitori și, prin urmare, fără griji etice.

Studiul a fost finanțat din subvenții de la American Heart Association și National Institutes of Health din SUA, unde bolile de inimă sunt principala cauză de deces.

Dezvoltarea organoidelor nu a fost lipsită de controverse, deoarece se vede că acestea reprezintă o entitate vie.