Vedci vypestovali miniatúrne bijúce srdce z kmeňových buniek
Vedci pripravili miniatúrne bijúce srdce z ľudských kmeňových buniek za využitia fyziky. Pripravili tým nový model pre štúdium porúch vývoja srdca, ale aj iných tkanív.
Kmeňové bunky sú ešte nediferencované bunky, ktoré sa dokážu špecializovať a premeniť na bunky všetkých tkanív alebo vytvoria bunky vždy toho istého tkaniva. Na rozdiel od buniek tkanív, ktoré vykonávajú špecifickú funkciu, sa kmeňové bunky dokážu neobmedzene deliť.
Vďaka novému výskumu vedcov z Kalifornskej univerzity v Berkeley im našli nové využitie: vedci z nich vypestovali bijúce srdcové tkanivo.
Výskum bol publikovaný skupinou profesora Kevina Healyho v časopise Nature Communications. Kmeňové bunky boli odvodené z kožných, čím vedci získali bunky schopné špecializácie a premeny na bunky všetkých tkanív.
Takmer ako srdce
Na diferenciáciu kmeňových buniek na funkčné bunky tkanív sa bežne využívajú rastové faktory. Skupina profesora Healyho však bunky vypestovala na špeciálne upravených vrstvách polymérov, ktoré boli naleptané kyslíkovou plazmou.
Vznikli tým rozdiely v chemických a fyzikálnych vlastnostiach povrchu. Tie spôsobili, že sa bunky uchytené na polyméroch začali diferencovať, teda vyvíjať na bunky srdcového tkaniva. Za dvadsať dní rastu bunky vytvorili srdcové mikrokomôrky, ktoré sa dokonca sťahovali (rovnako ako počas bitia srdca).
Súčasťou štúdie bolo aj testovanie vplyvu liečiva thalidomid, ktoré vyvoláva vývojové defekty plodov. Výsledok bol presne taký, aký výskumníci predpokladali. Mikrokomôrky sa nevyvinuli ako predtým, boli deformované. Ukázali tak, že ich model predstavuje vhodný systém na štúdium účinku liekov na vývoj srdca.
Ľudské bunky
Výskum predstavuje dôležitý míľnik výskumu srdcových porúch. Doteraz sa používali modely myšacích a potkaních sŕdc, ktoré sa od ľudského líšia. Technika skupiny profesora Healyho však používa bunky ľudské. „Fakt, že používame ľudské pluripotentné kmeňové bunky, predstavuje prevratnú zmenu v odbore. Predošlé štúdie srdcových mikrotkanív používali najmä potkanie bunky, čo je nedokonalý model pre ľudské ochorenia,“ vysvetľuje profesor Healy v tlačovej správe.
Technika sa môže použiť aj pri príprave iných typov tkanív. „Zamerali sme sa na skorý vývoj srdca, no základný princíp vzorovania ľudských kmeňových buniek môže byť jednoducho rozšírený na širší okruh tkanív. To pomôže lepšie pochopiť embryogenézu a premenu tkanív,“ dodáva Healy.
„Tieto vysoko definované mikrokomory ľudského srdca môžu byť využité ako predmet štúdia formátu embryotických buniek, skorého vývoja srdcového tkaniva a toxicity vyvolanej liekmi,“ dodáva Zhen Ma, hlavný autor článku.
„Ako klinický príklad sme ukázali použitie týchto srdcových mikrokomôrok na skríning vývojových liečiv, aby sa tým zvýšila bezpečnosť liekov predpisovaných počas tehotenstva.“
Video:
Dostupné z doi:10.1038/ncomms8413.
Máte pripomienku alebo ste našli chybu? Prosíme, napíšte na [email protected].
