Моделирование миниатюрных версий человеческих органов в лаборатории - новый инструмент в медицинских исследованиях. Теперь у учёных есть новая модель "сердца на чипе", которую можно использовать.
Команда разработчиков чипа из Медицинского центра Седарс-Синай в Лос-Анджелесе утверждает, что она будет играть важную роль в проверке безопасности лечения рака, которое, как было показано, может привести к повреждению сердца во время борьбы с раковыми клетками. Исследование опубликовано в журнале Королевского химического общества Lab on a Chip.
Заметные усовершенствования по сравнению с предыдущими моделями сердечных чипов включают зрелость клеток, которые команда разработала из человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (hiPSC), и их способность биться, прямо как настоящее человеческое сердце - со скоростью около 60 ударов в минуту.
"В конечном счёте, многолинейные системы на основе hiPSC, такие как представленный здесь сердечный чип, могут уменьшить зависимость от животных моделей, которые традиционно используются для доклинических испытаний кардиотоксичности лекарств", - пишут исследователи в своей опубликованной работе.
Способные превращаться в любой тип клеток, hiPSC были сконструированы так, чтобы стать клетками сердца и кровеносных сосудов, прежде чем их поместили на гибкий силиконовый материал – полидиметилсилоксан, или PDMS.
Важнейшей частью конструкции сердечного чипа являются два параллельных канала, благодаря которым клетки сердца (кардиомиоциты) и клетки кровеносных сосудов (эндотелиальные клетки) располагаются отдельно, как в человеческом теле, но при этом достаточно близко друг к другу, чтобы взаимодействовать между собой.
Моделируя кровоток и механические движения сердца в ответ на определённые лекарственные препараты, учёные могут предсказать потенциальные токсические проблемы, которые могут вызвать аритмию или гибель мышечных клеток.
"Разработанная нами платформа сердечного чипа позволяет проводить скрининг потенциально кардиотоксичных химиотерапевтических агентов на нескольких типах сердечно-сосудистых клеток в физиологически релевантной модели", - пишут исследователи.
Сердечный чип оставался работоспособным в течение нескольких недель, что даёт возможность проводить долгосрочные исследования того, как лекарства и другие факторы окружающей среды влияют на сердце.
