Крошечная модель сердца открывает новые возможности для тестирования лекарств и лечения сердечно-сосудистых заболеваний

В результате замечательного прорыва совместная команда исследователей, возглавляемая профессором Яаковом Нахмиасом из Еврейского университета в Иерусалиме, Технион-Израильского технологического института и Tissue Dynamics Ltd., представила миниатюрную модель человеческого сердца, которая потенциально может изменить тестирование лекарств и исследования сердечно-сосудистой системы.

В этом исследовании, опубликованном в журнале Nature Biomedical Engineering, представлена модель многокамерного человеческого сердца с автономным управлением, размером не больше рисового зернышка, которая обещает революционизировать то, как мы изучаем сердце и его функции.

Сердечно-сосудистые заболевания остаются основной причиной смертности во всем мире, что подчеркивает исключительную важность этой новаторской работы. Профессор Нахмиас и его команда предприняли сложную попытку создать точную копию человеческого сердца с использованием индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток (HIPSC). Полученная модель включает в себя несколько камер, кластеры кардиостимуляторов, эпикардиальную мембрану и эндокардиальную выстилку, тщательно спроектированные для имитации структуры и функций человеческого сердца.

Одной из наиболее важных особенностей этой модели сердца является ее способность обеспечивать измерения основных параметров в режиме реального времени, таких как потребление кислорода, потенциал внеклеточного поля и сокращение сердца. Эта возможность позволила ученым получить беспрецедентное представление о функции сердца и заболеваниях, что делает ее принципиально новой в области исследований сердечно-сосудистой системы.

Модель сердца, размером примерно с половину рисового зернышка, представляет собой замечательный результат в исследованиях сердца и обладает огромным потенциалом для точного тестирования на наркотики. Исследовательская группа уже сделала новаторские открытия, которые ранее были недостижимы обычными методами. Примечательно, что модель сердца продемонстрировала новую форму сердечной аритмии, отличную от тех, которые наблюдаются в традиционных моделях на животных, тем самым предлагая новые возможности для изучения физиологии человека.

Значение этого открытия распространяется на фармацевтическую промышленность, поскольку оно позволяет исследователям получить бесценную информацию о точном воздействии фармацевтических соединений на человеческое сердце. Была тщательно протестирована реакция модели сердца на химиотерапевтический препарат митоксантрон, обычно используемый для лечения лейкемии и рассеянного склероза.

С помощью этих экспериментов исследователи точно определили, как митоксантрон вызывает аритмию, нарушая электромитохондриальную связь сердца. Обнадеживает то, что команда также обнаружила потенциальное решение путем введения метформина, который показал многообещающий эффект в смягчении побочных эфф

Профессор Нахмиас, директор Центра биоинженерии Grass Еврейского университета в Иерусалиме и член Королевского медицинского общества и AIMBE, подчеркнул важность их работы. "Интеграция нашей сложной модели человеческого сердца с датчиками позволила нам отслеживать важнейшие физиологические параметры в режиме реального времени, выявляя сложную динамику митохондрий, определяющую сердечные ритмы. Это новая глава в физиологии человека ", - сказал Нахмиас.

В партнерстве с компанией Tissue Dynamics ученые разработали роботизированную систему, которая может параллельно проверять 20 000 крошечных человеческих сердец для поиска лекарств. Потенциальные области применения этой микрофизиологической системы обширны, обещая улучшить наше понимание физиологии сердца и ускорить открытие более безопасных и эффективных фармацевтических вмешательств, ведущих к более здоровому будущему для всех.

Предлагая непревзойденную точность и понимание сердечно-сосудистых заболеваний, эта усовершенствованная модель человеческого сердца способна революционизировать методологии тестирования на наркотики. С помощью этой крошечной модели сердца исследователи готовы добиться значительных успехов в разработке более безопасных и эффективных лекарств для пациентов по всему миру, потенциально спасая жизни и улучшая результаты лечения пациентов.

Кроме того, миниатюрная модель сердца также обладает этическим преимуществом, поскольку она предлагает жизнеспособную альтернативу тестированию на животных. Это прорывное открытие может стать поворотным моментом в фармацевтической промышленности, снижая зависимость от моделей на животных и сводя к минимуму потенциальный вред животным в погоне за достижениями медицины.

В заключение, модель крошечного сердца, разработанная профессором Нахмиасом и его командой, представляет собой монументальное достижение с далеко идущими последствиями для медицинских исследований. Эта миниатюрная, но сложная модель человеческого сердца способна изменить практику тестирования на лекарства, улучшить наше понимание сердечно-сосудистых заболеваний и, в конечном счете, внести вклад в более здоровое и устойчивое будущее.