Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • TechWeek
  • Биомолтекст2020
  • vsh25

Микросердца сокращаются

Биологи вырастили маленькие человеческие сердца из стволовых клеток

Алиса Бахарева, N+1

Ученым впервые удалось вырастить в культуре работающее человеческое мини-сердце. Маленькие сердца регулярно сокращались, а по строению, развитию и экспрессии генов органоиды были похожи на настоящие сердца человеческого эмбриона. Протокол создания таких сердец прост и воспроизводим, пишут ученые в препринте на портале bioRxiv (Israeli et al., Generation of Heart Organoids Modeling Early Human Cardiac Development Under Defined Conditions).

HeartOrganoid.jpg

Пустоты органоида, похожие на камеры сердца (рисунок из статьи в bioRxiv).

Посмотреть на мутную видеозапись сокращающегося «сердца» можно в пресс-релизе MSU Scientists Grow The First Functioning Mini Human Heart Model – ВМ.

Сердечно-сосудистые заболевания – основная причина смертности в мире, а с врожденным пороком сердца рождается около одного процента детей. Исследование этих болезней затруднено из-за ограниченного выбора модельных объектов: работы проводят в основном на органах животных или клеточных культурах, которые по физиологическим, анатомическим и биохимическим особенностям отличаются от сердца человека.

Удобным решением было бы выращивание целых искусственных сердец in vitro из стволовых клеток – так создают, например, органоиды почек или кишечника. В последние десятилетия биологи научились выращивать из стволовых клеток разнообразные клеточные линии и целые ткани сердца, однако пока никому не удавалось смоделировать в культуре развитие целых органоидов, которые анатомически и гистологически были бы близки к человеческому сердцу.

Ученые из США под руководством Айтора Агирре (Aitor Aguirre) из Университета штата Мичиган разработали протокол выращивания сердечных органоидов. Человеческие плюрипотентные стволовые клетки центрифугировали так, что те слипались в шарообразные структуры, а затем выращивали поочередно в средах с разными концентрациями активатора и ингибитора сигнального пути Wnt.

К 15 дню выращивания сформировался двухслойный органоид сферической формы: снаружи клетки эпикарда, внутри – кардиомиоциты. Уже на шестой день клеточный шар начал сокращаться, а к десятому биение стало регулярным. Органоид был пронизан сетью эндотелиальных клеток с просветом, похожую на систему коронарных сосудов. Кроме того, в искусственном сердце сформировалось несколько пустот, выстланных эндотелием и напоминающих камеры сердца. Формирование сосудов и камер удалось усилить, когда в среду добавили два морфогена: BMP4 и активин A.

Секвенирование РНК органоида на разных сроках подтвердило, что стадии его развития такие же, как у сердца человеческого эмбриона. В органоиде экспрессировались гены, обеспечивающие главные функции сердца: проводимость, сократимость, кальциевый обмен. Ученые также обнаружили в органоиде все главные типы клеток сердца, в том числе клетки эпикарда, эндотелия, эндокарда и фибробласты. Такого гистологического разнообразия и генетического сходства с настоящим сердцем не удавалось достичь в однослойных клеточных культурах.

В заключение авторы работы подчеркнули, что придуманный ими протокол прост (достаточно обычного для выращивания клеточных линий оборудования) и воспроизводим. Полученный сердечный органоид по разнообразию клеток и морфологической организации похож на сердце человеческого эмбриона, а значит, на нем можно изучать как нормальное развитие сердца, так и его отклонения.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru


Читать статьи по темам:

искусственные органы сердце Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Сердце для гномика

Специалисты компании BIOLIFE4D смогли напечатать полнофункциональное человеческое сердце. Правда, пока что в миниатюре.

читать

Киборги на чипе

Исследователи из Гарварда создали органоиды сердца со встроенной системой гибких датчиков, позволяющей регистрировать активность клеток.

читать

Печатная модель сердца

Первое в мире васкуляризированное сердце, напечатанное биологическими материалами человека, осталось «научить» сокращаться.

читать

Тренажер для клеток сердца

Новое устройство тренирует клетки органоида сердца и позволяет оценивать их реакцию на различные воздействия.

читать

Сердце, исцели себя само

Прорыв заключается в том, что вновь созданные клетки сердечной мышцы самостоятельно соединяются в полнофункциональные структуры.

читать