 Исследователи Columbia Engineering впервые показали, что электрическая стимуляция кардиомиоцитов, полученных из стволовых клеток человека, способствует их развитию и работе. Команда использовала электрические сигналы, предназначенные для имитации, для регулирования и синхронизации свойств зарождающихся кардиомиоцитов - клеток, которые поддерживают функцию биения сердца.
Сердечно-сосудистые заболевания является одной из основных проблем здравоохранения во всем мире, особенно потому, что сердце не может восстановить себя: если кардиомиоциты теряются из-за травмы или болезни, то они имеют лишь минимальную способность к регенерации. Ученые пытаются разработать способы восстановления сердца с помощью кардиомиоцитов, выращенных из клеток пациента, взятых из кожи или крови.
Чтобы быть успешными, эти кардиомиоциты должны реагировать и интегрировать с окружающей сердечной мышцей. Но, в настоящее время, незрелость и нерегулярные биения кардиомиоцитов человека, полученных из стволовых клеток, ограничивают их полезность для регенеративной медицины и биологических исследований.
Исследователи применили электрическую стимуляцию, чтобы вырастить эти клетки, регулировать их сократительную функцию, и улучшить их способность соединяться друг с другом. Их работа является важным шагом на пути к генерации надежных клеток, которые являются полезными для широкого спектра приложений, включая исследования кардиомиоцитов в биологии, тестировании лекарств и терапии стволовыми клетками. Новый метод также может привести к снижению аритмии при сердечной регенерации.
Исследователи вывели клетки, полученные от стволовых кардиомиоцитов человека и превратили их в трехмерные структуры. Затем они подвергали эти структуры электрическим сигналам, которые имитировали те что, в здоровом сердце, на протяжении более одной недели. Они показали, что эта электрическая стимуляция увеличила связи кардиомиоцитов и регулярность сокращений мышц.
Исследователи планируют провести фундаментальные исследования того, как незрелые сердца развивает свою функцию биения, и исследовать, будут ли «условные» кардиомиоциты иметь возможность беспрепятственно интегрироваться с сердечной мышцей и обеспечить функции синхронизации биения.
Сердце представляет собой орган удивительной сложности, имеющий около 3 миллиардов клеток, которые синхронно бьются в ответ на электрические сигналы. Способность исследователей резюмировать биологию с использованием биоинженерных инструменты продолжает вести их работу и быть источником вдохновения.
|
