Versiunea dinamică a inimii simulează loturi hemodinamice, progrese realizate de tehnologia modernă a celulelor cardiace

inimă

Eforturile de a înțelege dezvoltarea afecțiunilor cardiace și de a stabili, de asemenea, celule restauratoare care pot fixa inima umană sunt pur și simplu câteva locații de accent pentru echipa de studiu Feinberg de la Universitatea Carnegie Mellon Cea mai recentă versiune vibrantă a echipei, produsă în colaborare cu parteneri din Olanda, simulează loturi fiziologice asupra celulelor musculare cardiace proiectate, producând o vedere de neegalat a modului în care genele și presiunile mecanice adaugă caracteristicilor țesutului muscular cardiac.

„Laboratorul nostru lucrează de mult timp la inginerie și construirea țesutului muscular al inimii umane, astfel încât să putem urmări mai bine modul în care se manifestă boala și, de asemenea, să creăm țesuturi terapeutice pentru a repara într-o zi și a înlocui leziunile cardiace”, clarifică Adam Feinberg, profesor de proiectarea biomedicală, precum și cercetarea științifică a produselor, precum și proiectarea. „Una dintre provocări este că trebuie să construim aceste mici bucăți de mușchi ale inimii într-o cutie Petri și facem asta de mulți ani. Ceea ce ne-am dat seama este că aceste sisteme in-vitro nu recreează cu precizie încărcarea mecanică pe care o vedem în inima reală datorită tensiunii arteriale. ”

Loturile hemodinamice, sau preîncărcarea (întinderea țesutului muscular al inimii pe parcursul umplerii dentare ale camerei) și, de asemenea, încărcarea ulterioară (atunci când țesutul muscular al inimii se înțelege), sunt foarte importante nu numai pentru caracteristica sănătoasă și echilibrată a țesutului muscular al inimii, totuși se poate adăuga la starea inimii dezvoltare. Preîncărcarea și, de asemenea, încărcarea ulterioară pot provoca ajustări dezadaptative ale țesutului muscular cardiac, așa cum este valabil și pentru hipertensiunea arterială, atacul de cord, precum și cardiomiopatiile.

Într-un studiu nou lansat în Medicină translațională științifică, Echipa prezintă un sistem de celule de masă a mușchilor cardiaci (EHT), care sunt conectate la o bandă flexibilă dezvoltată pentru a semăna cu preîncărcări fiziologice și, de asemenea, cu încărcări ulterioare. Această primă versiune de acest gen dezvăluie faptul că recreerea încărcării de tip exercițiu determină dezvoltarea unui țesut muscular cardiac chiar mai practic, care este mult mai bine aranjat și, de asemenea, produce mult mai multe necesități de fiecare dată când este de acord. Cu toate acestea, folosind celule de la persoane cu anumite tipuri de boli cardiovasculare, aceleași loturi asemănătoare exercițiilor fizice pot provoca tulburări ale țesutului muscular cardiac.

„Unul dintre lucrurile cu adevărat importante ale acestei lucrări este că este un efort de colaborare între laboratorul nostru și colaboratorii din Olanda, inclusiv Cardiologistul Peter van der Meer ", afirmă Feinberg" Peter tratează pacienții care au boli cardiovasculare legate genetic, inclusiv un tip numit cardiomiopatie aritmogenă (ACM) care de multe ori se agravează odată cu exercițiul. Am reușit să obținem celule stem pluripotente induse de pacient, să le diferențiem în celule musculare ale inimii și apoi să le folosim în noul nostru model EHT pentru a recrea ACM într-o cutie Petri, astfel încât să o putem înțelege mai bine. ”

Jacqueline Bliley, studentă la proiectarea biomedicală și co-primă scriitoare a lucrării lansate în ultima vreme, include: „Natura colaborativă a acestei lucrări este atât de importantă, încât să putem asigura reproductibilitatea cercetării și să comparăm descoperirile din întreaga lume”.

Privind spre viitor, partenerii intenționează să-și folosească versiunea și, de asemenea, să caute să examineze o varietate de alte probleme cardiace cu anomalii ereditare, să stabilească noi terapii restaurative și, de asemenea, să examineze medicamente pentru a determina performanța lor.

„Putem lua lecțiile învățate de la construirea EHT într-un vas pentru a crea bucăți mai mari de mușchi ale inimii care ar putea fi utilizate terapeutic. Prin combinarea acestor noi rezultate cu lucrările noastre anterioare care implică mușchiul inimii bioprintare 3D (publicat în Ştiinţă în 2019), sperăm să creăm într-o zi țesuturi suficient de mari și funcționale pentru a implanta și repara inima umană ”, spune Feinberg.

Detonic