Биологи впервые вырастили зрелую сердечную мышцу
Американские биологи из Колумбийского университета города Нью-Йорка впервые вырастили из стволовых клеток мышечную ткань, обладающую аналогичными свойствами человеческого сердца.
Структура была получена в рекордные сроки, отмечается в научной статье, опубликованной в журнале Nature.
По словам ученых, «полученная биоинженерная ткань поистине беспрецедентна по своему сходству с функционирующей человеческой тканью», а благодаря новой технологии вырастить ее удалось всего за четыре недели против девяти месяцев, в течение которых на самом деле сердце формируется внутриутробно.
«Метод заключается в том, что чем более зрелыми являются стартовые кардиомиоциты ( клетки сердечной мышцы), тем лучше. Однако мы обнаружили, что очень «юные» клетки, развитие которых все еще пластично, будут лучше реагировать на внешние воздействия, которые мы осуществляем, чтобы стимулировать созревание», – пояснил один из авторов исследования.
«Зародыши» сердца размерами около шести миллиметров развивались в системе, известной как «орган на чипе» – миниатюрная модель какого-либо человеческого органа размером с флешку. Помимо биохимических воздействий ученые применяли электростимуляцию, чтобы заставить растущую мышечную ткань сокращаться.
Это стандартная процедура. Новшество заключалось в режиме подачи электрических сигналов: интенсивность их воздействия увеличивали ежедневно.
В результате выращиваемая структура копировала зрелую здоровую сердечную ткань по целому ряду параметров, в частности – картина экспрессии генов, длина саркомера, плотность митохондрий, наличие поперечных канальцев в клеточной мембране, соотношение силы и частоты сокращений, окислительный метаболизм и биохимический оборот кальция.
Биологи обращают внимание, что столь точный аналог живого сердца значительно расширяет возможности испытания лекарств, делая их более безопасными и эффективными. Кроме того, полученная ткань может пригодиться в изучении наследственных заболеваний человеческого «моторчика».
Это не первый эксперимент ученых по выращиванию мышцы сердца, но предыдущие структуры не имели ключевых свойств взрослого человеческого сердца: они не могли сокращаться и не обладали характерными структурами тканей.
Читайте также: Инженеры создали фотоматрицу, способную вырабатывать себе энергию из света
Тем не менее для пересадки нынешнее сердце пока не годится: некоторые параметры ткани все еще требуют доработки.
