Puso

Ang Lab-Grown Mini Heart na Ito ay Maaaring Panatilihin ang isang Beat | Agham

Ang isang lab sa Vienna ay gumamit ng mga stem cell upang lumikha ng libu-libong maliliit na mala-istrakturang tulad ng puso. Ang bawat maliit na puso, na tinawag na isang cardioid, ay ang laki ng isang linga-binhi at may guwang na silid na pumapalo.

Ang mga cardioid ay naiiba mula sa mga nakaraang likha sa puso, na nilikha ng mga siyentista sa pamamagitan ng paggamit sa labas ng mga scaffold at cell na kanilang inilipat-tulad ng pagbuo ng isang pader sa labas ng mga brick. Ang mga nilikha na iyon ay hindi kapaki-pakinabang para sa pag-aaral ng makatotohanang istraktura at sakit sa puso.

Ang mga cardioids na inilarawan ngayon sa journal Cell bumuo nang walang pagsasanay na tulad ng gulong na gabay ng isang labas ng scaffold. Sa halip ay ipinakilala ng mga siyentista ang mga stem cell sa isang serye ng mga kemikal na gumaganap ng mahalagang papel sa pag-unlad ng puso. Ang mga cardioid ay lumalaki mula sa mga bundle ng mga stem cell hanggang sa isang millimeter na lobo ng tubig sa loob lamang ng isang linggo. Karamihan sa mga cardioid ay katulad ng pinakamalaking silid ng puso, ang kaliwang ventricle.





Nakikita mo ang mga cell na nagbabago ng hugis [habang lumalaki sila] at talagang hindi kapani-paniwala, ngunit nasa ibang antas ito kapag talagang may ginawa sila, sabi ni Nora Papai, isang biologist sa Austrian Academy of Science 'Institute of Molecular Biology at kapwa may-akda ng pag-aaral Sinimulan nila ang pag-twitch sa araw na lima o higit pa, at sa pitong araw makikita mo ang magandang bilis ng pagkatalo.

Sa hinaharap, ang mga mini-bersyon ng puso ng tao na lumaki sa lab na ito ay maaaring magamit upang pag-aralan ang pag-unlad ng puso at sakit sa puso-pinapalitan ang mga kasalukuyang pamamaraan na gumagamit ng puso ng mga hayop sa lab.



Ang cardioid ay isang uri ng organoid, isang maliit na bersyon ng isang organ na lumaki sa lab para magamit sa pagsasaliksik. Mayroong ilang mga kahawig ng pinaliit na utak, pinaliit na lakas ng loob at halos lahat ng iba pang pangunahing organ. Ngunit walang mga self-organizing na puso na organoid — na binuo mula sa mga stem cell at mga senyal na kemikal lamang - ang nilikha hanggang ngayon.

Hindi tulad ng mga puso, ang mga cardioid ay hindi konektado sa isang sistema ng sirkulasyon, kaya wala silang anumang tubo na tumatakbo sa o labas ng kanilang lukab. At hindi katulad ng mga puso, na mayroong apat na silid, ang cardioids ay mayroon lamang. Ngunit ang kanilang pagkakatulad sa mga puso ay lampas sa kaunting tibok ng puso ng cardioids. Ang mga cardioid ay may parehong tatlong mga layer tulad ng natural na puso, at ang kanilang silid ay puno ng likido.

Maaari ring hawakan ng mga Cardioid ang mga kapaligiran na maaaring bigyang diin ang karamihan sa mga tubo na nakakabit na tubo ng mga cell. Naisip ito ng mga mananaliksik dahil sa isang hindi magandang nangyari sa pagpapadala: nang magpadala sila ng isang pangkat ng mga cardioid sa isang kasamahan na nais gamitin sila upang pag-aralan ang pandemikong coronavirus, ang pakete ay natigil sa isang paliparan. Ang mga cardioid ay ginugol ng apat na araw sa temperatura ng kuwarto, lumalangoy sa isang likidong puno ng pagkaing nakapagpalusog, bago maabot ang kanilang patutunguhan.



Patalo pa rin sila, sabi ng mananaliksik ng Institute of Molecular Biology na si Sasha Mendjan, nangungunang may-akda ng pag-aaral, ng mga cardioids. Ang hindi sinasadyang pagsubok sa stress ay nagpakita kung gaano kalakas ang mga cardioids. Kapag nabuo na sila, masaya na sila. Ang proseso ng pagbuo, syempre, mas maselan ito.

Nagsisimula ang cardioids bilang masagana mga stem cell, na may potensyal na maging anumang cell sa katawan na binigyan ng tamang mga tagubilin mula sa kapaligiran. Gumamit ang pangkat ng pananaliksik ng anim na kemikal na alam na mahalaga sa pagpapaunlad ng puso ng tao sa kanilang eksperimento. Ang iba pang mga pagtatangka sa paglikha ng mga mala-puso na organoid ay gumamit lamang ng dalawa o tatlong mga kadahilanan, at madalas na napupunta sa mga di-puso na mga cell sa huling produkto. Pinaghihinalaan ni Mendjan na ang ilang mga stem cell ay nag-rogue at nabuo sa iba pang mga cell dahil hindi sila nakakakuha ng isang buong hanay ng mga tagubilin. Ang paggamit ng lahat ng anim na salik, sabi ni Mendjan, ay susi sa tagumpay ng cardioids sapagkat binigyan nito ang mga mananaliksik ng kontrol sa maraming mga landas ng pag-unlad na molekular.

matugunan ang mga nag-iisang walang asawa sa inyong lugar

Nang unang dinisenyo ng koponan ang kanilang mga eksperimento, sinusubukan nilang bumuo ng mga stem cell sa mga cell ng puso sa isang dalawang-dimensional na sheet, ngunit ang mga cell ay hindi mananatiling flat habang lumalaki sila. Ang mga cell ay patuloy na buckling at hindi dumikit sa ilalim ng pinggan, kahit na may isang layer ng mala-pandikit na materyal sa itaas.

Kaya iminungkahi ng kapwa may-akda na si Stefan Jahnel na pahintulutan ang mga cell na lumaki sa isang tatlong-dimensional na espasyo sa halip. Pagkatapos ang mga cell ay may puwang upang kunin ang kanilang mala-lobo na hugis.

Sa sandaling mayroon silang isang maaasahang paraan upang lumikha ng cardioids, sinimulang gamitin ng mga mananaliksik ang mga ito upang subukan ang tugon ng puso sa iba't ibang mga pinsala. Lumikha sila ng ilang mga cardioids na may mga mutation ng genetiko, at nalaman na nagresulta sila sa mas maliit na mga cardioid na may proporsyonal na mas kaunting puwang na nakatuon sa silid. Ito ang simula ng pag-aaral ng mga depekto sa puso sa maagang pag-unlad ng tao, na nakakaapekto sa halos dalawang porsyento ng mga bata.

Walang paraan upang tingnan natin ito sa embryo ng tao sa yugtong iyon dahil hindi alam ng mga kababaihan na sila ay buntis sa yugtong iyon, sabi ni Mendjan. Ginagaya ng cardioid ang hitsura ng isang embryonic na puso pagkatapos ng unang buwan ng pag-unlad. Kaya't ang mga cardioids ay maaaring makatulong sa pag-aaral ng mga depekto tulad ng hypoplastic left heart syndrome, na lumilitaw nang maaga sa pag-unlad at nakamamatay nang walang invasive na operasyon.

Sinubukan din ng koponan kung paano nakabawi ang mga cardioids mula sa simulate na atake sa puso.

Sa panahon ng atake sa puso, halos isang bilyong mga cell ang namamatay, ngunit hindi sila nawawala lamang, sabi ni Papai. Upang gayahin ang epekto ng maraming mga patay na selula na naiwan sa mga cardioid, si Papai at mga kasamahan ay gumamit ng isang manipis na metal rod, halos kasing laki ng pin na ginamit upang alisin ang mga SIM card mula sa mga smartphone, na isinasawsaw nila ang likidong nitrogen upang maabot ang minus-320 degree Fahrenheit .

Kapag hinawakan mo ito sa mga cell, agad na namatay ang lugar na iyon dahil sa sobrang lamig ng temperatura. Ngunit kapag namatay ang mga cell, hindi sila nawawala, sabi ni Papai. Ang mga cell ay nananatili sa likod ng cardioid, na pagkatapos ay nagsisimulang makabawi.

Ang ilang mga cardioid na idinisenyo upang maging katulad ng mga puso ng embryonic ay nakapagbuhay muli ng kanilang mga buhay na mga cell. Ngunit ang mga cardioid na mas katulad ng mga mature na puso, na may idinagdag na panlabas na layer, sa halip ay nakabuo ng isang layer ng collagen, tulad ng scar tissue. Ang tisyu ng peklat ay hindi nagbobomba o gumagalaw pati na rin ang malusog na tisyu sa puso, kaya sa paglipas ng panahon maaari itong maging sanhi ng mga problema para sa isang tao na naatake sa puso. Ngunit dahil natagpuan ng mga siyentista na ang ilang mga cardioids ay muling nagbubuhay, nais nilang simulang pag-aralan ang detalyadong mga mekanismo kung paano, at marahil makahanap ng isang paraan upang lumikha ng mas mahusay na paggamot pagkatapos ng atake sa puso.

Matapos masugatan ng isang sobrang malamig na metal na pamalo, ang maitim na kulay na kaliwang kalahati ng cardioid ay mananatiling malusog at matalo habang ang kulay na kanang bahagi ng cardioid ay natatakpan ng mga patay na selyula.

Matapos masugatan ng isang sobrang malamig na metal na pamalo, ang maitim na kulay na kaliwang kalahati ng cardioid ay mananatiling malusog at matalo habang ang kulay na kanang bahagi ng cardioid ay natatakpan ng mga patay na selyula.(Sa kabutihang loob ng Mendjan Lab)

Mary queen ng scots na may kaugnayan kay elizabeth i

Kapansin-pansin, nadaig ni Mendjan at mga kasamahan ang isang pangunahing sagabal sa larangan upang makabuo ng sariling pag-aayos ng mga cardioid ng tao ... sa pamamagitan ng paggamit ng normal na mga patakaran ng pagpapaunlad ng puso, sumulat ang Massachusetts Institute of Technology biological engineer na si Laurie Boyer, na nag-aaral ng mga gen na kasangkot sa pagpapaunlad ng puso at hindi kasangkot sa bagong pananaliksik, sa isang email.

Dinadala ng pag-aaral ang patlang ng isang hakbang na malapit sa paglikha ng mga modelo ng lab para sa pag-aaral ng pag-unlad ng organ at sakit, sabi ni Boyer, ngunit ang mga pangunahing pagsulong ay mananatiling makikita, tulad ng pagkakaroon ng mga modelo sa lahat ng mga daluyan ng dugo, kamara at nerbiyos ng isang tunay na puso.

Ang koponan ng pananaliksik ay patent na ngayon ng kanilang mga cardioid at inaasahan na ang mga nilikha ay magbibigay ng isang kapaki-pakinabang na paraan upang pag-aralan ang pagpapaunlad ng puso at subukan ang mga bagong gamot para sa mga sakit sa puso. Nalaman na ng koponan na ang mga cardioids ay maaaring tumugon sa kimika ng kanilang kapaligiran tulad ng ginagawa ng mga puso.

Ito ay medyo katakut-takot ngayon, ngunit ang kamangha-manghang bagay ay maaari mong pasiglahin ang mga ito upang matalo nang mas mabilis, sabi ni Mendjan. Kung gagawin mo ang mga pagsubok na ito at nagdagdag ka, halimbawa, adrenaline sa kanila, ang lahat sa kanila ay gisingin lamang at pagkatapos ay magsimulang matalo nang napakabilis. At ito ang parehong gamot na gagamitin mo upang makakuha ng pasyente mula sa atake sa puso.





^