Выращена искусственная сердечная ткань, которая сокращается самостоятельно
Ученые из Монреальского университета создали функциональную трехмерную ткань сердца, которая может автономно сокращаться в лабораторных условиях. Внутри ткани встроены микросенсоры, позволяющие в реальном времени анализировать ее сократительные свойства. Это важный шаг вперед в моделировании сердечно-сосудистых заболеваний и доклинических испытаниях лекарств.
Искусственные ткани сердца, которые еще называют «сердце на чипе», производятся с использованием 3D-биопечати с биочернилами. Эти чернила основаны на стволовых клетках, полученных от пациентов, что позволяет создавать персонализированные модели человеческого сердца. Работа, возглавленная профессором фармакологии и физиологии Хуманом Савожи и аспирантом Али Мусави из Университета Монреаля, была опубликована в журнале Small.
Новая разработка включает внедрение сверхмягких, биосовместимых и флуоресцентных механических датчиков прямо в ткань сердца. Эти датчики позволяют измерять сократительные силы на клеточном уровне и по всей ткани с высокой точностью, используя неразрушающие оптические методы. В отличие от прежних платформ «сердца на чипе», которые ограничены в способности фиксировать локальные силы, новый подход обеспечивает точные данные в реальном времени, более точно отражая сложность человеческого миокарда.
Кроме того, ученые измерили активность кальция в ткани, визуализируя кальциевые волны, которые запускают сердечные сокращения. Модель сердца на чипе продемонстрировала, что она реагирует на лекарства так же, как и реальные сердечные ткани, что подтвердило ее пригодность для фармакологического скрининга.
В будущем команда планирует исследовать на моделях сердечно-сосудистые заболевания, например, дилатационную кардиомиопатию и аритмию, с использованием клеток пациентов с этими заболеваниями для сравнения с клетками здоровых людей. Это позволит более точно моделировать заболевания и оценивать потенциальные методы лечения.
«Возможность наблюдать за реакцией тканей на различные соединения в реальном времени предоставляет значительное преимущество для доклинических разработок и трансляционных исследований. Мы можем тестировать лекарства непосредственно на клетках пациента без инвазивных процедур», — сказал Мусави, первый автор исследования.