Ученые смогли вырастить искусственные человеческие сердца небольшого размера
Создание искусственных органов, которые могли бы функционировать также хорошо, как и настоящие, стало главной целью учёных в последние несколько лет. Им уже удалось успешно напечатать на 3D-принтере печень, которая при соблюдении определенных правил создания вполне может стать блестящей альтернативой для замены настоящей пораженной печени. В этот раз удалось вырастить маленькие сердца, которые имеют большое сходство с сердцем человека.
Человеческие мини сердца выращены из стволовых клеток по простому и воспроизводимому протоколу. Ученые назвали достаточно важные причины для создания таких органоидов: большой процент смертности наблюдается среди людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями; также на свет рождается примерно 1% детей с врожденным пороком сердца. Исследовать эти заболевания затруднительно, поскольку модельные объекты — органы животных — ограничивают понимание механизмов болезней. Клеточные культуры также не дают достоверную информацию относительно различных особенностей человеческого сердца. Поэтому лучшим решением в исследованиях заболеваний стало бы изучение специально выращенных искусственных органов, наподобие кишечника или почек, из стволовых клеток.
Долгое время ученые ограничивались выращиванием тканей сердца и его клеточных линий, однако целый орган, близкий к человеческому анатомически и гистологически, еще не удавалось создать. Поэтому, разрабатывая новые методы выращивания искусственного сердца, ученые решили опираться на поочередное выращивание стволовых клеток в различных средах. Эти среды содержали специальные составы с различными параметрами концентрации активаторов, а также ингибиторов сигнального пути. Стволовые клетки помещали в лабораторные центрифуги, после чего они слипались, образуя шарообразные структуры. Клеточные шар оставляли в инкубаторе на 2 недели, и уже к началу третьей недели наблюдали образование сферического органоида, состоящего из двух слоев: эпикарда и кардиомиоцитов. Ученые отметили возникновение биения органоида на 6 день, а его усиление и регулярность — на 10 день.
В процессе формирования органоид напоминал сеть эндотелиальных клеток, которые были аналогичны системе коронарных сосудов. Органоид сферической формы был похож на сердце еще благодаря образованию пустот наподобие сердечных камер. После начального формирования органоида ученые усилили процесс выращивания путем добавления двух морфогенов — активина А и ВMP4. Спустя некоторое время, после очередного сканирования, ученые подтвердили, что процесс развития искусственного органоида абсолютно точно напоминает формирование сердца эмбриона человека. Главные функции в нем были подобны функциям сердца, также присутствовали все главные типы сердечных клеток. Это значительный успех, который поможет в будущем еще лучше проводить выращивание искусственных сердец, подходящих для пересадки при заболеваниях сердечно-сосудистой системы.
