Миниатюрна версия на човешко сърце върху чип бие като истинско

Симулирането на миниатюрни версии на човешки органи в лабораторията е нов инструмент в медицинските изследвания и сега изследователите разполагат с модел "сърце върху чип", който могат да използват.

Екипът, създал чипа, от медицинския център "Сидърс-Синай" в Лос Анджелис, твърди, че той ще играе важна роля при тестването на безопасността на лечението на рак, за което е доказано, че при борбата с раковите клетки съществува риск от увреждане на сърцето.

Сред забележителните подобрения в сравнение с предишните модели на сърдечни чипове са зрелостта на клетките, които екипът е разработил от човешки индуцирани плурипотентни стволови клетки (hiPSC), и способността им да бият по подобие на човешкото сърце - с около 60 удара в минута.

"В крайна сметка, многолинейните системи, базирани на hiPSC, като представения тук сърдечен чип, могат да намалят зависимостта от животинските модели, които традиционно се използват за предклинично тестване на кардиотоксичността на лекарствата", пишат изследователите в публикувания документ.

hiPSC (които могат да се трансформират във всякакъв вид клетки) са разработени така, че да се превърнат в сърдечни клетки и клетки на кръвоносните съдове, преди да бъдат поставени върху гъвкав силиконов материал, наречен полидиметилсилоксан или PDMS.

Ключова част от дизайна на сърдечния чип са неговите два паралелни канала, които позволяват на сърдечните клетки (кардиомиоцити) и тези на кръвоносните съдове (ендотелни клетки) да бъдат отделени, както е в човешкото тяло, като същевременно са достатъчно близо, за да си взаимодействат.

Като симулират потока на кръвта и механичните движения на сърцето в отговор на определени лекарствени лечения, учените могат да предвидят потенциални проблеми с токсичността, които биха могли да причинят аритмия или смърт на мускулни клетки.

"Платформата за сърдечен чип, която разработихме, дава възможност за скрининг на потенциално кардиотоксични химиотерапевтични агенти върху множество видове сърдечносъдови клетки във физиологично релевантен модел", пишат изследователите.

Сърдечният чип остава функционален в продължение на няколко седмици, предлагайки възможност за по-дългосрочни изследвания на това как лекарствата и други фактори на околната среда влияят на сърцето.

Освен че ще помогне за разработването на по-безопасни лекарства, сърцето върху чип би трябвало също така да може да научи учените повече за тънкостите на сърдечните заболявания - как те започват и се развиват и как могат да бъдат лекувани.

През последните години сме свидетели на постоянни подобрения в начина на разработване и производство на тези чипове, които осигуряват изключително прецизни симулации на реакциите на частите на човешкото тяло в най-малки мащаби.

"Тези резултати предполагат, че сърдечните чипове могат да се използват за скрининг на токсичността на лекарствата и могат да разкрият потенциална токсичност, специфична за клетъчния тип, в отговор на кардиотоксични съединения", пишат изследователите.

Изследването е публикувано в Lab on a Chip на Кралското дружество по химия.

Източник: Obekti.bg