04.11.2021      118      0
 

Биологи вырастили маленькие человеческие сердца из стволовых клеток

Ученым впервые удалось вырастить в культуре человеческое мини-сердце. В органоиде сформировались все основные типы сердечных…


Ученым впервые удалось вырастить в культуре человеческое мини-сердце. В органоиде сформировались все основные типы сердечных клеток, а также структуры, похожие на коронарные сосуды и камеры сердца. Маленькие сердца регулярно сокращались, а по строению, развитию и экспрессии генов органоиды были похожи на настоящие сердца человеческого эмбриона. Протокол создания таких сердец прост и воспроизводим, пишут ученые в препринте на портале bioRxiv.

Сердечно-сосудистые заболевания — основная причина смертности в мире, а с врожденным пороком сердца рождается около одного процента детей. Исследование этих болезней затруднено из-за ограниченного выбора модельных объектов: работы проводят в основном на органах животных или клеточных культурах, которые по физиологическим, анатомическим и биохимическим особенностям отличаются от сердца человека.

Удобным решением было бы выращивание целых искусственных сердец in vitro из стволовых клеток — так создают, например, органоиды почек или кишечника. В последние десятилетия биологи научились выращивать из стволовых клеток разнообразные клеточные линии и целые ткани сердца, однако пока никому не удавалось смоделировать в культуре развитие целых органоидов, которые анатомически и гистологически были бы близки к человеческому сердцу.

Ученые из США под руководством Айтора Агирре (Aitor Aguirre) из Университета штата Мичиган разработали протокол выращивания сердечных органоидов. Человеческие плюрипотентные стволовые клетки центрифугировали так, что те слипались в шарообразные структуры, а затем выращивали поочередно в средах с разными концентрациями активатора и ингибитора сигнального пути Wnt.

К 15 дню выращивания сформировался двухслойный органоид сферической формы: снаружи клетки эпикарда, внутри — кардиомиоциты. Уже на шестой день клеточный шар начал сокращаться, а к десятому биение стало регулярным. Органоид был пронизан сетью эндотелиальных клеток с просветом, похожую на систему коронарных сосудов. Кроме того, в искусственном сердце сформировалось несколько пустот, выстланных эндотелием и напоминающих камеры сердца. Формирование сосудов и камер удалось усилить, когда в среду добавили два морфогена: BMP4 и активин A.

Клетки моикарда (красный) и эпикарда (зеленый и серый) в органоиде, выращенном в разных концентрациях ингибитора Wnt

1/2 Секвенирование РНК органоида на разных сроках подтвердило, что стадии его развития такие же, как у сердца человеческого эмбриона. В органоиде экспрессировались гены, обеспечивающие главные функции сердца: проводимость, сократимость, кальциевый обмен. Ученые также обнаружили в органоиде все главные типы клеток сердца, в том числе клетки эпикарда, эндотелия, эндокарда и фибробласты. Такого гистологического разнообразия и генетического сходства с настоящим сердцем не удавалось достичь в однослойных клеточных культурах.
В заключение авторы работы подчеркнули, что придуманный ими протокол прост (достаточно обычного для выращивания клеточных линий оборудования) и воспроизводим. Полученный сердечный органоид по разнообразию клеток и морфологической организации похож на сердце человеческого эмбриона, а значит, на нем можно изучать как нормальное развитие сердца, так и его отклонения.

Органоиды некоторых других органов ученые научились успешно выращивать уже давно. Мы писали, например, о мини-кишечнике с нервной системой и мини-плаценте, а выращиванию мозга «в пробирке» и возникающим этическим проблемам посвящен наш материал «Из головы вон».

Алиса Бахарева

https://nplus1.ru/

Ключевые слова:

Читайте также:
Несъедобный ячмень

Наверное, все слышали о том, что если на глазу вскочил ячмень, нужно на него плюнуть. По-моему это не только неэффективно, но даже и не смешно.
Подробнее »»

Источник


Об авторе: admin

Ваш комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Предполагаемый COVID-19 оказался другим редким опасным заболеванием

Предполагаемый COVID-19 оказался другим редким опасным заболеванием

Инцидент произошел в США. Женщина отправилась на пешую прогулку в лес. Вскоре она почувствовала недомогание...

Воспаление десен может привести к болезням сердца и усугубить течение COVID-19

Воспаление десен может привести к болезням сердца и усугубить течение COVID-19

Канадские ученые доказали, что заболевания десен усугубляют воспаление в других частях тела. Бактерии в...

Коронавирус ухудшает звон в ушах почти у половины его жертв

Коронавирус ухудшает звон в ушах почти у половины его жертв

Исследование показало, что жертвы тиннитуса или звона в ушах, столкнувшиеся с коронавирусом, в 50% случаев...

Напишите мне