Сердце-на-чипе научили сокращаться. Что это такое и почему это важно?

Согласитесь, было бы странно, если бы все свои разработки фармакологические компании и группы ученых сразу же тестировали на людях. В этом случае количество летальных исходов было бы просто запредельным. Именно для того, чтобы подобное не происходило ученые создают так называемые органы-на-чипе. По сути это уменьшенные до миниатюрного состояния органы, подключенные к электронным схемам. Но обычно это было просто «скопление» клеток. Сейчас же ученые пытаются сделать так, чтобы эти органы вели себя также, как настоящие. И недавно при разработке сердца-на-чипе они в буквальном смысле заставили его биться.

Что такое сердце-на-чипе

По своей структуре сердце-на-чипе представляет собой выращенную из стволовых клеток трехмерную структуру сердца со всеми присущими его физиологическому строению клетками. В новом эксперименте ученые сосредоточились на симуляции работы миокарда (сердечной мышцы), из-за которой и происходят сокращения сердца и выброс крови в кровеносное русло. Если говорить простыми словами, то сокращение сердечной мышцы состоит из последовательных периодов сокращения и расслабления. В процессе возбуждения для сокращения сердца из особых каналов выходят ионы кальция (почему это важно, мы объясним чуть ниже).

Это интересно: Сердце человека можно научить работать без кислорода.

Существовавшие до сегодняшнего дня модели содержали в себе лишь клетки миокарда, не способного сокращаться. То есть ионы кальция, можно сказать, «не учитывались» в этих моделях. А если принять во внимание тот факт, что сердце-на-чипе используется, как правило, для тестирования лекарственных средств, то такой «просчет» практически сводит на нет все старания ученых по выращиванию искусственного органа.

Примерно так и выглядят органы-на-чипе

В новом исследовании группе ученых под руководством Рузбеха Ашара-Собби удалось заставить искусственно выращенный миокард сокращаться. Для того, чтобы добиться этого эффекта, исследователи на протяжении 6 недель проводили регулярные курсы электростимуляции тканей, в результате чего на 7 неделе исследования электрический потенциал сердечных клеток значительно возрос, что привело к тому, что даже в ответ на малейшее воздействие электрическим током, сердце-на-чипе показывало схожий ритм сокращений, который присущ и настоящему сердцу, которое бьется в груди у каждого из нас.

Зачем это нужно

Так как ученым удалось симулировать работу живого сердца, значит в его работе принимали участие ионы кальция, о которых мы уже упоминали ранее. Дело в том, что множество препаратов для лечения сердечных заболеваний обладают кардиотоксичностью не в последнюю очередь от того, что негативно влияют на ионы кальция в миокарде. Таким образом можно будет гораздо более эффективно тестировать новые лекарственные средства, которые потенциально могут спасти не одну сотню человеческих жизней.