Lewa komora to ta, która pompuje świeżo natlenioną krew do aorty, a stamtąd do reszty ciała. Model stworzony w laboratorium może zaoferować naukowcom nowy sposób badania szerokiej gamy chorób i schorzeń serca, a także testowania potencjalnych terapii. Wynalazek został opisany w artykule opublikowanym na łamach Advanced Biology. Multidyscyplinarnym zespołem badaczy kierował profesor Milica Radisic z Centrum Badań i Zastosowań Technologii Płynów (CRAFT).
„Dzięki tym modelom możemy badać nie tylko funkcję komórek, ale także funkcje tkanek i narządów, a wszystko to bez konieczności przeprowadzania inwazyjnych zabiegów chirurgicznych lub eksperymentów na zwierzętach. Możemy ich również użyć do testowania kandydatów na leki pod kątem pozytywnych lub negatywnych skutków” – skomentował prof. Radisic.
Jak wykonano sztuczną komorę serca?
Aby uzyskać trzy wymiary, zespół użył maleńkich rusztowań wykonanych z biokompatybilnych polimerów. Struktura podobna do siatki została wypełniona komórkami mięśnia sercowego i pozostawiona do wzrostu w płynnej pożywce. Aby uzyskać „bicie” serca, wykorzystano impulsy elektryczne. Wydrążona rurka z polimeru o średnicy 0,5 milimetra wypompowuje płyn z otworu. Objętość wyrzutu i ciśnienie zmierzono za pomocą cewnika konduktancyjnego – tego samego narzędzia, które służy do oceny tych parametrów u żywych pacjentów.
W tej chwili model może wytworzyć tylko niewielki ułamek — mniej niż 5% — ciśnienia wyrzutu, które mogłoby wytworzyć prawdziwe serce. Przyszłe prace będą koncentrować się na zwiększeniu gęstości komórek w celu zwiększenia objętości wyrzutu i ciśnienia. Zespół chce też znaleźć sposób na zmniejszenie lub w końcu usunięcie rusztowania, którego nie miałoby prawdziwe serce.
„Musimy pamiętać, że wyewoluowanie struktury tak złożonej jak ludzkie serce zajęło nam miliony lat” – dodał Radisic.
„Dzięki naszemu modelowi możemy zmierzyć objętość wyrzutu — ilości płynu, który jest wypychany za każdym razem, gdy komora się kurczy — a także ciśnienie tego płynu. Obie te właściwości były prawie niemożliwe do kontrolowania w poprzednich modelach” — powiedział Sargol Okhovatian, jeden z badaczy. – Marzeniem każdego inżyniera tkankowego jest wyhodowanie narządów, które są w pełni gotowe do przeszczepienia do ludzkiego ciała. Wciąż dzieli nas od tego wiele lat, ale czuję, że ta biosztuczna komora jest ważnym punktem” – dodał.
Czytaj też:
Kumulacja leków bywa groźna. Rekordziści przyjmują ich po dwadzieścia!