Dyskusja użytkownika arcy

Wyhodowane w laboratorium mini serca zaczynają bić jak prawdziwe.

___________________

Wpis jest tłumaczeniem artykułu "CARDIOIDS – HEARTBEAT, HEARTBREAK AND RECOVERY IN A DISH" / 20-05-2021 / https://www.oeaw.ac.at/imba/research-highlights/news/cardioids-heartbeat-heartbreak-and-recovery-in-a-dish

Badnie:

Hofbauer P, Jahnel SM, Papai N, et al., “Cardioids reveal self-organizing principles of human cardiogenesis”, Cell, 2021. DOI: 10.1016/j.cell.2021.04.034

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00537-7

foto. Jacobs School of Engineering, UC San Diego, CC

___________________

Samoorganizujące się organoidy sercowe opracowane w IMBA - Instytucie Biotechnologii Molekularnej Austriackiej Akademii Nauk - są również skutecznymi modelami urazów i chorób wrodzonych in vitro. Te "kardioidy" mogą zrewolucjonizować badania nad zaburzeniami sercowo-naczyniowymi i wadami rozwojowymi serca. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Cell.

Każdego roku z powodu chorób układu krążenia umiera około 18 milionów ludzi, co czyni je główną przyczyną zgonów na świecie. Co więcej, najczęściej występujące wady wrodzone u dzieci dotyczą serca. Obecnie głównym utrudnieniem w zrozumieniu wad ludzkiego serca i opracowaniu terapii regeneracyjnych jest brak ludzkich modeli fizjologicznych serca.

Grupa badawcza Sashy Mendjana stworzyła w IMBA kardioidy - ludzkie samoorganizujące się organoidy sercowe, które odtwarzają architekturę liniową komory serca. Mendjan wyjaśnia: "Kardioidy to ważny kamień milowy. Naszą zasadą przewodnią jest to, że aby tkanka in vitro była w pełni fizjologiczna, musi również przejść organogenezę. Udało nam się to osiągnąć, wykorzystując rozwojowe zasady samoorganizacji - co sprawia, że jest to tak ekscytujące odkrycie".

Podczas rozwoju komora serca wyłania się z warstwy zarodkowej mezodermy. Badacze stworzyli w ten sposób warunki sygnalizacji mezodermalnej in vivo-podobne, kierując pluripotencjalnymi komórkami macierzystymi. "Co zadziwiające, doprowadziło to do samoorganizacji struktury przypominającej komorę serca, która biła. Po raz pierwszy mogliśmy zaobserwować coś takiego w naczyniu. Jest to prosty, wytrzymały i skalowalny model, który nie wymaga dodawania egzogennej macierzy zewnątrzkomórkowej, jak wiele innych modeli organoidów" - wyjaśnia Sasha Mendjan. Oprócz bijącej warstwy mięśnia sercowego, funkcjonalne serce zawiera również wewnętrzną wyściółkę śródbłonkową, która później przyczynia się do budowy naczyń krwionośnych serca, oraz zewnętrzną warstwę nasierdzia, która kieruje wzrostem i regeneracją serca. Kardioidy odtwarzają tę trójwarstwową strukturę, kształtując strukturę przypominającą komorę serca.

Naukowcy ustalili, w jaki sposób czynniki sygnalizacyjne i transkrypcyjne kontrolują formowanie się komory serca. Na przykład, zespół był w stanie fenokopować dramatyczny ubytek komory obserwowany u dzieci z zespołem niedorozwoju lewego serca w kardioidach poprzez zaburzenie czynnika transkrypcyjnego związanego z tym defektem. Badacze oceniali również wpływ krioinfekcji (urazu przez zamrożenie), techniki imitującej zawał serca, na kardioidy. Po raz pierwszy w naczyniu, zespół odkrył, że ten uraz wyzwala in vivo-podobne nagromadzenie białek macierzy zewnątrzkomórkowej w kardioidach, wczesny znak rozpoznawczy zarówno regeneracji jak i choroby zwłóknieniowej serca.

Dziedzina samoorganizujących się organoidów zrewolucjonizowała badania biomedyczne w ciągu ostatniej dekady. Jednak serce było ostatnim głównym narządem wewnętrznym, w którym brakowało takiego modelu fizjologicznego, zdolnego do odtworzenia procesów rozwojowych i reakcji na uraz. "Kardioidy niosą ze sobą niesamowity potencjał w odkrywaniu ludzkich wad wrodzonych serca. Ponieważ system ten jest fizjologiczny i skalowalny, otwiera to ogromne możliwości w zakresie odkrywania leków i medycyny regeneracyjnej" - mówi Sasha Mendjan.

Technologia opracowana w IMBA doprowadziła do powstania HeartBeat.bio, nowego spin-offu IMBA, którego celem jest opracowanie wysokowydajnej platformy do badań przesiewowych 3D w kierunku niewydolności serca i kardiomiopatii - https://heartbeat.bio/

IMBA - Instytut Biotechnologii Molekularnej - jest jednym z wiodących instytutów badań biomedycznych w Europie, skupiającym się na najnowocześniejszych technologiach komórek macierzystych, genomice funkcjonalnej i biologii RNA. IMBA znajduje się w wiedeńskim BioCenter, tętniącym życiem skupisku uniwersytetów, instytutów badawczych i firm biotechnologicznych w Austrii. IMBA jest spółką zależną Austriackiej Akademii Nauk, wiodącego krajowego sponsora pozauniwersyteckich badań akademickich. Badania nad komórkami macierzystymi i organoidami prowadzone w IMBA są finansowane przez Austriackie Federalne Ministerstwo Nauki oraz miasto Wiedeń.

___________________

Dołącz do grupy Nauka - to społeczność dla wszystkich zainteresowanych nauką, jej zdobyczami, rozwojem, sukcesami i porażkami; dla głodnych wiedzy i sprawdzonych informacji!

https://www.hejto.pl/spolecznosc/nauka

Obserwuj też wartościowe tagi #qualitycontent #nauka oraz @arcy