A laboratóriumban kicsiny szívek születnek, mindegyik egyedi és különleges.
Ausztrál tudósok áttörő technológiát alkottak: laboratóriumi körülmények között kifejlesztett, chia mag méretű szívsejteket hoztak létre, amelyek lehetővé teszik a gyermekkori szívbetegségek alaposabb vizsgálatát. Ezzel új távlatokat nyitnak a kezelési lehetőségek kidolgozásában és a betegségek megértésében.
A QIMR Berghofer Szívbiomérnöki Laboratóriumának tudósai jelentős áttörést értek el a szívgyógyászat területén. Háromdimenziós, miniatürizált szíveket - úgynevezett kardiális organoidokat - hoztak létre, amelyek utánozzák a valódi felnőtt emberi szívizom szerkezetét és funkcióját - írta az Interesting Engineering.
Ezeket az organoidokat emberi pluripotens őssejtek felhasználásával állították elő. Ezek a rendkívül sokoldalú sejtek képesek bármilyen sejttípussá alakulni az emberi szervezetben, ami lehetőséget biztosít a kutatók számára, hogy hiteles szívmodelleket fejlesszenek ki.
A kutatásban részt vevő James Hudson professzor hangsúlyozta: "Hihetetlenül nagy lehetőségek rejlenek abban, hogy így vizsgáljuk a szívbetegségeket. Az emberi kardiális organoidok alkalmazása lehetővé teszi számunkra, hogy sokkal szélesebb spektrumú vegyületeket teszteljünk, ezzel felgyorsítva a gyógyszerfejlesztés folyamatát."
A laboratóriumi körülmények között nevelt szívsejtek gyakran megmaradnak egy éretlen, magzati állapotban, ami jelentősen csökkenti azok alkalmazhatóságát a későbbiekben fellépő szívbetegségek kutatásában. E probléma megoldása érdekében a kutatók két alapvető biológiai útvonalat aktiváltak, amelyek a testmozgás jótékony hatásait utánozzák. Ezzel nemcsak a sejtek érését serkentik, hanem olyan viselkedést is előidéznek, amely hasonlít a felnőtt szívszövet jellemzőihez. Ez a "testmozgás-utánzó" stratégia lehetővé teszi a laboratóriumi szívsejtek és a valódi felnőtt szívszövet közötti különbségek áthidalását, így a betegségmodellezés rendkívül hiteles és megbízható formáját kínálja.
A kutatócsoport sikeresen újrateremtette olyan szívbetegségek kulcsjellemzőit, amelyek a rianodin, kalszekvesztrin és desmoplakin génekben bekövetkezett mutációkhoz kapcsolódnak. A desmoplakin kardiomiopátiát sikerült laboratóriumi körülmények között replikálni. Az organoidok hegképződést és csökkent pumpálási képességet mutattak, hasonlóan a betegekben tapasztaltakhoz.
"A kardiális organoidokban a betegség hegképződést (fibrózist) okozott és kevésbé hatékonnyá tette a szövet pumpálását - hasonlóan ahhoz, ami a szívbetegségben szenvedő pácienseknél történik" - magyarázta Hudson professzor.
A kutatócsoport vizsgálta az úgynevezett "bromodomén és extra-terminális fehérje inhibitor" gyógyszereket, és eredményeik szerint ez a gyógyszercsoport kedvező hatással volt a szívszövet működésére. A laboratóriumban tenyésztett szövetek jelentős fejlődést mutattak, ami bizakodásra ad okot a jövőbeli kezelési lehetőségek kapcsán.
A kutatás a QIMR Berghofer, a Murdoch Gyermek Kutatóintézet (MCRI) és a Királyi Gyermekkórház szoros együttműködésének gyümölcse. A projekt során a Melbourne-i Gyermek Szívszövet Bank mintáit használták fel, valamint a legkorszerűbb genetikai és fehérjeelemzési módszereket alkalmazták.
A kardiális organoidok alkalmazása hozzájárulhat az állatokon végzett kísérletek és a korai humán tesztelési fázisok számának csökkentéséhez. Ezzel a megoldással a kutatók hatékonyabban végezhetik el a potenciális gyógyszerek szűrését a laboratóriumi környezetben, így elősegítve a gyógyszerfejlesztés folyamatát.
Richard Mills docens, az MCRI munkatársa elmondta: "megközelítésünk lehetővé teszi, hogy pontosabban modellezzük a gyermekkori szívbetegségeket, végső soron jobb kezeléseket találva közösségünk legbetegebb tagjai számára." Továbbá hangsúlyozta, hogy ez a megközelítés alkalmazható a gyermekkori szívbetegségek teljes spektrumára, jelentős előrelépést jelentve a gyermekkardiológia területén.
A forradalmi kutatás nemrégiben a Nature Cardiovascular Research című szaklapban látott napvilágot, és új reménysugarat kínál a genetikai szívbetegségekben szenvedő gyermekek és felnőttek számára. A laboratóriumban létrehozott, chia mag méretű szívek, noha apró méretük miatt talán nem tűnnek jelentősnek, potenciális hatásuk óriási lehet a jövő szívgyógyászati kezeléseinek fejlődésében.
