Биологи из Австрийской академии наук в Вене успешно вырастили искусственное микро-сердце в лабораторных условиях. Его размер сравним с кунжутным семечком, но оно может пульсировать, как настоящий орган, сообщает Cell.
Сердце вырастили из человеческих стволовых клеток. Оно содержит полую камеру, окруженную стенкой сердечной ткани.
Ученые и раньше создавали органы, похожие на сердце, или кардиоиды, но им всегда требовался каркас, форма или матрица для сборки клеток. Эта же модель сформировалась самостоятельно. Авторы исследования запрограммировали плюрипотентные стволовые клетки в чашке Петри, используя шесть сигнальных путей, которые координируют развитие сердца в человеческом эмбрионе.
«Мы просто используем все известные сигналы», – пояснил участник научной работы Саша Менджан.
Эти сигналы запускают процесс дифференциации стволовых клеток, благодаря чему в органоиде развиваются отдельные слои. Ученые рассказали, что всего за неделю в чашке Петри образовалась трехмерная структура, которая могла ритмично сокращаться и выдавливать жидкость из полой камеры.
Сердце – самый первый орган, который формируется у человеческого эмбриона. Его структура крайне сложна. Ученые до сих пор точно не знают, как именно идет его развитие. Без этого знания невозможно понять, как возникают те или иные заболевания или пороки и как их можно эффективно лечить.
Предыдущие исследования показали, что сначала сердце образует эндокардиальные трубки, а затем разделяется на сердечную мышцу и внеклеточную матрицу. После этого появляется слой клеток, выстилающих сердечные камеры изнутри.
Простая кардиоидная модель позволяет лучше понять фундаментальные процессы, происходящие на самом раннем этапе возникновения сердца. Команда ученых обнаружила, что сердечная мышца и эндокардиальные клетки их органоида контролируются двумя сигналами: WNT и ACTIVIN. Как только эти клеточные строительные блоки появились, они начали взаимодействовать друг с другом, образуя желудочки сердца.
Во время заморозки органоида некоторые клетки начали умирать, как при сердечном приступе, но другие начали мигрировать к поврежденному месту и производить заживляющие белки. Авторы надеются, что их модель позволит проверять сердечные препараты на безопасность и эффективность, прежде чем они будут испытаны на людях.
Ранее сообщалось, что из стволовых клеток в лаборатории вырастили мини-мозги человека и шимпанзе. Всего было создано более 50 образцов.
