Naukowcy wyrwali serce z podstaw

Wykorzystując jedynie komórki macierzyste, naukowcy z powodzeniem wyhodowali w laboratorium w pełni funkcjonujące ludzkie serce. Jest to bardzo małe - „mikroheart”, jak nazywa to zespół badawczy z UC Berkeley - ale bije tak samo. Próbowano tego z komórkami macierzystymi wcześniej, ale po raz pierwszy wykonano je bez pomocy drukarek 3D lub sztucznych struktur, takich jak rusztowania dla budynku, aby utrzymać komórki na miejscu. Naukowcy, którzy właśnie opublikowali swoje wyniki w Nature Communications zastosowali specjalną sztuczkę chemiczną, która zmusiła komórki do zorganizowania się we właściwych konfiguracjach - eliminując potrzebę tych zewnętrznych rusztowań. Uprawa innych narządów w ten sam sposób może być o wiele łatwiejsza.

Aby zbudować serce od podstaw, zaczynasz od komórek macierzystych. Są to „niezróżnicowane” komórki, które jeszcze nie zdecydowały, co będą, gdy dorosną: komórki serca, komórki skóry, komórki mózgu itp. Każda komórka w naszym ciele zaczyna się jako komórka macierzysta, a następnie przechodzi przez seria zmian, które decydują o jego losie. Naukowcy odkryli, jak to zrobić rewers ten proces, cofający zmiany, które spowodowały, powiedzmy, komórkę wątroby, i przywrócenie jej do pierwotnego stanu, dając mu szansę na odmienne przeżycie. (Gdyby to było takie proste.)

Zespół Berkeley, na czele z Zhen Ma, wziął te komórki macierzyste (w tym przypadku dawne komórki skóry) i nakłonił je, by stały się komórkami serca przy użyciu czynników wzrostu specyficznych dla serca. Tego typu rzeczy robiono już wcześniej, aby stworzyć mini-organy od mózgów po nerki i piersi, ale te modele nie były tak precyzyjnie ukształtowane jak mini-serce Berkeley, które ma komory, które pozwalają mu bić. Aby nakłonić komórki do samoorganizacji w te struktury, wyrosły komórki w naczyniach pomalowanych czynnikami wzrostu w określonych wzorach. W zależności od tego, gdzie znajdował się na naczyniu, komórki macierzyste wyrosłyby na komórki, które tworzą tkankę łączną serca lub komórki mięśnia sercowego. Dzieje się to naturalnie, gdy zarodki rosną w łonie matki, ale jest to pierwszy raz, kiedy został wywołany w łonie matki in vitro oprawa.

Naukowcy mają nadzieję, że ich mikro-serca mogą zostać wykorzystane do badania rozwoju serca w modelu ludzkim - obecnie większość badaczy ogranicza się do badań na szczurach. Przydaje się również, aby dowiedzieć się, w jaki sposób leki stosowane w ciąży wpływają na narastające serce, jak wykazano w artykule, w którym oceniano wpływ talidomidu na ich modele.Patrząc jednak dalej, mają nadzieję, że ich metoda nakłonienia komórek macierzystych do zorganizowania się w konkretne struktury może posłużyć do wyhodowania modeli dowolnego innego możliwego do wyobrażenia organu.