Исследовательская группа из Университета Миннесоты создала работающую модель сердца с помощью трехмерной печати. В прошлом исследователи пытались использовать при печати чернила с кардиомиоцитами, которые были выращены из плюрипотентных стволовых клеток человека, но проблема заключалась в том, что не удавалось достичь необходимой плотности клеток для сокращения модели сердечной мышцы.
В новом исследовании группа Бренды Огл вначале использовала 3D-печать с кардиомиоцитами и потерпела неудачу. Поэтому они разработали новый подход и создали чернила из белков внеклеточного матрикса со стволовыми клетками человека. Состав чернила+стволовые клетки использовали для 3D-печати камер сердца. Таким образом, стволовые клетки были сначала помещены в каркас, а затем уже дифференцированы в клетки сердечной мышцы.
Источник: статья в Circulation Research.
Группа впервые смогла достичь цели – высокой плотности клеток в каркасе – менее чем за месяц, теперь кардиомиоциты способны сокращаться вместе, как при биении человеческого сердца.
«Распечатка» стволовых клеток позволила им организоваться и работать вместе. Поскольку клетки развивались рядом друг с другом, модель была похожа на рост и дифференцировку клеток в естественных условиях.
В отличие от других известных исследований в данном направлении, группа Огл создала модель сердца, похожую на закрытый насос с входом и выходом жидкости, позволяющую оценить, как сердце движет кровь внутри тела. Это делает ее полезным инструментом для изучения функции сердца на клеточном и молекулярном уровне. Кроме того, она позволит создать модель заболевания сердца, а затем изучить влияние лекарств и других терапевтических средств.
Модель сердечной мышцы имеет длину около 1,5 сантиметра для дальнейшего изучения после вживления в брюшную полость мыши.
Статья M.E.Kupfer et al. In Situ Expansion, Differentiation, and Electromechanical Coupling of Human Cardiac Muscle in a 3D Bioprinted, Chambered Organoid опубликована в журнале Circulation Research.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам University of Minnesota: Research Brief: Researchers 3D print a working heart pump with real human cells.
