2.7 C
Brusel
Sobota, leden 28, 2023

Srdeční záchvat na čip: replikace klíčových aspektů amerického zabijáka č. 1

ODMÍTNUTÍ ODPOVĚDNOSTI: Informace a názory reprodukované v článcích jsou těmi, kdo je uvedli a je jejich vlastní odpovědnost. Publikace v The European Times neznamená automaticky souhlas s názorem, ale právo jej vyjádřit.

svg%3E - Srdeční záchvat na čipu: replikace klíčových aspektů amerického zabijáka č. 1

Výzkumníci vyvinuli „infarkt na čipu“, který replikuje některé klíčové rysy srdečního infarktu v relativně jednoduchém a snadno použitelném systému. Jednou by mohla sloužit jako testovací prostředí pro vývoj nových léků na srdce a dokonce i personalizované medicíny.


USC výzkumníci Megan McCain a postdoktorka Megan Rexius-Hall zkonstruovali model v mikroměřítku, který dokáže replikovat klíčové aspekty infarktu myokardu a mohl by jednoho dne sloužit jako testovací prostředí pro nové personalizované léky na srdce.

„Infarkt na čipu“ – zařízení, které by jednoho dne mohlo sloužit jako testovací prostředí pro vývoj nových srdečních léků a dokonce personalizovaných léků – vyvinuli vědci z University of Southern California (USC) Alfred E. Mann Department of Biomedical. Inženýrství.


„Naše zařízení replikuje některé klíčové vlastnosti srdečního infarktu v relativně jednoduchém a snadno použitelném systému,“ řekla Megan McCain, docentka biomedicínského inženýrství a biologie kmenových buněk a regenerativní medicíny, která zařízení vyvinula s postdoktorandkou Megan. Rexius-Hall.

„To nám umožňuje jasněji pochopit, jak se srdce po infarktu mění. Odtud můžeme my a další vyvíjet a testovat léky, které budou nejúčinnější pro omezení další degradace srdeční tkáně, ke které může dojít po infarktu,“ dodal McCain.

McCain, „inženýr srdeční tkáně“, jehož práce dříve zahrnovala společný vývoj srdce na čipu, a Rexius-Hall podrobně popsali svá zjištění v nedávno vydaném článku v časopise. Věda Zálohy s názvem „Hraniční zóna infarktu myokardu na čipu ukazuje zřetelnou regulaci funkce srdeční tkáně pomocí kyslíkového gradientu“.


Americký zabiják č. 1

Ischemická choroba srdeční je v Americe zabijákem č. 1. V roce 2018 jí podlehlo 360,900 12.6 Američanů, díky čemuž jsou srdeční choroby zodpovědné za 2005 % všech úmrtí ve Spojených státech, uvádí AHA. Těžká ischemická choroba srdeční může způsobit infarkt, který je příčinou velké části této bolesti a utrpení. K infarktu dochází, když tuk, cholesterol a další látky v koronárních tepnách výrazně snižují tok krve bohaté na kyslík do části srdce. Mezi lety 2014 a 805,000 mělo srdeční infarkt průměrně XNUMX XNUMX Američanů ročně.

I když pacient přežije infarkt, může být postupem času stále více unavený, vyčerpaný a nemocný; někteří dokonce umírají na srdeční selhání. Je to proto, že srdeční buňky se neregenerují jako jiné svalové buňky. Místo toho se v místě poranění objevují imunitní buňky, z nichž některé mohou být škodlivé. Kromě toho se vytváří jizvy, které oslabují srdce a množství krve, které může pumpovat.

svg%3E - Srdeční záchvat na čipu: replikace klíčových aspektů amerického zabijáka č. 1

Model v mikroměřítku vyvinutý výzkumníky z USC Megan Mccain a Megan Rexius, který dokáže replikovat klíčové aspekty infarktu myokardu a mohl by jednoho dne sloužit jako testovací prostředí pro nové personalizované léky na srdce. Kredit: Megan Rexius

Vědci však tomuto procesu zcela nerozumí, zejména tomu, jak spolu srdeční buňky ve zdravé a zraněné části srdce komunikují a jak a proč se po infarktu mění.


McCain a Rexius-Hall věří, že jejich infarkt na čip může vrhnout světlo na tyto záhady.

"V zásadě chceme mít model, který může vést k lepšímu pochopení poranění infarktu," řekl Rexius-Hall.  

Srdeční záchvat na čipu

Infarkt na čipu je postaven doslova od základů. Na základně je čtvercové mikrofluidní zařízení o rozměrech 22 mm x 22 mm o něco větší než čtvrtina – vyrobené z pryžového polymeru zvaného PDMS – se dvěma kanály na protilehlých stranách, kterými proudí plyny. Nad tím se nachází velmi tenká vrstva stejného pryžového materiálu, který je propustný pro kyslík. Mikrovrstva proteinu je pak vzorována na horní části čipu, „takže se srdeční buňky zarovnají a vytvoří stejnou architekturu, jakou máme v našich srdcích,“ řekl McCain. Nakonec se na proteinu pěstují srdeční buňky hlodavců.

K napodobení srdečního infarktu se každým kanálem mikrofluidního zařízení uvolňuje plyn s kyslíkem a plyn bez kyslíku, „vystavuje naše srdce na čipu kyslíkovému gradientu, podobnému tomu, co se skutečně děje při infarktu,“ řekl McCain.

Vzhledem k tomu, že mikrofluidní zařízení je malé, jasné a snadno viditelné na mikroskopu, dodal McCain, umožňuje také výzkumníkům v reálném čase pozorovat funkční změny, ke kterým někdy dochází v srdci po záchvatu, včetně arytmie nebo nepravidelného srdečního tepu. a kontraktilní dysfunkce nebo snížení síly kontrakce srdce. V budoucnu mohou vědci udělat model složitější přidáním imunitních buněk nebo fibroblastů, buněk, které vytvářejí jizvu po infarktu.

Naproti tomu vědci nemohou sledovat změny srdeční tkáně v reálném čase na zvířecích modelech. Tradiční modely buněčných kultur navíc rovnoměrně vystavují srdeční buňky vysokým, středním nebo nízkým hladinám kyslíku, ale ne gradientu. To znamená, že nemohou napodobit to, co se skutečně stane s poškozenými srdečními buňkami v takzvané hraniční zóně po infarktu, řekl Rexius-Hall.

Dodal McCain: Je velmi vzrušující a obohacující představovat si, že naše zařízení bude mít v blízké budoucnosti pozitivní dopad na životy pacientů, zejména pokud jde o infarkty, které jsou extrémně rozšířené.“

Odkaz: „Hraniční zóna infarktu myokardu na čipu ukazuje zřetelnou regulaci funkce srdeční tkáně kyslíkovým gradientem“ 7. prosince 2022, Věda Zálohy.
DOI: 10.1126/sciadv.abn7097



Mezi další spoluautory tohoto článku patří Natalie Khalil, USC Viterbi Ph.D. student biomedicínského inženýrství; Sean Escopete a Sarah Parker ze Smidt Heart Institute v Cedars-Sinai Medical Center; a Xin Li, Jiayi Hu, Hongyan Yuan z katedry mechaniky a leteckého inženýrství na Southern University of Science and Technology v Číně.

Tento výzkum podpořily National Heart, Lung, and Blood Institute a American Heart Association (AHA).


- Reklama -

Více od autora

- Reklama -
- Reklama -
- Reklama -
- Reklama - spot_img

Musíš číst

Poslední články