[ad_1]

یک آزمایشگاه در وین از سلولهای بنیادی برای ایجاد هزاران ساختار کوچک مانند قلب استفاده کرده است. هر قلب ریز ، به نام “کاردیوئید” ، به اندازه یک دانه کنجد است و یک محفظه توخالی دارد که می تپد.

کاردیوئیدها با اختراعات قلبی گذشته که دانشمندان با کمک اسکلت های خارجی و سلول هایی که جابجا شده اند – مانند ساختن دیوار آجری – ایجاد کرده اند. این خلاقیت ها برای مطالعه ساختار قلب و بیماری های واقع بینانه چندان مفید نیستند.

کاردیوئیدها امروز در مجله شرح داده شده است قفس توسعه بدون راهنمایی آموزش در داربست خارجی. در عوض ، محققان سلولهای بنیادی را به یک سری مواد شیمیایی معرفی کردند که نقش مهمی در رشد قلب دارند. کاردیوئیدها فقط در مدت یک هفته از دسته سلول های بنیادی موجود در بالن های آبی به عرض یک میلی متر رشد می کنند. بیشتر کاردیوئیدها به بزرگترین بطن ، بطن چپ شباهت دارند.

“می بینید که سلولها تغییر شکل می دهند [while they grow] و این واقعاً شگفت انگیز است ، اما وقتی آنها واقعاً کاری را انجام می دهند در سطح دیگری است. ” “آنها از روز پنجم یا چیزی دیگر شروع به تکان دادن می کنند و در روز هفتم سرعت خوب ضرب و شتم را می بینید.”

در آینده ، می توان از این نسخه های کوچک قلب انسان که در آزمایشگاه رشد داده شده است ، برای بررسی پیشرفت قلب و بیماری های قلبی استفاده کرد – جایگزین روش های فعلی که از قلب حیوانات آزمایشگاهی استفاده می کند.

کاردیوئید نوعی ارگانوئید است ، نسخه مینیاتوری اندامی که برای استفاده در تحقیقات در آزمایشگاه رشد می کند. برخی از آنها شبیه مغزهای مینیاتوری ، روده های مینیاتوری و تقریباً همه ارگان های اصلی دیگر هستند. اما تاکنون ، اندامکهای قلبی خودسازمانده ایجاد نشده اند – فقط از سلولهای بنیادی و سیگنالهای شیمیایی ساخته شده اند.

برخلاف قلب ، کاردیوئیدها به سیستم گردش خون متصل نیستند ، بنابراین مجاری برای ورود یا خارج شدن از حفره خود ندارند. و برخلاف قلب ها که چهار اتاق دارند ، کاردیوئیدها فقط یک دارند. اما شباهت آنها با قلب فراتر از ضربان قلب کوچک کاردیوئیدها است. کاردیوئیدها دارای سه لایه قلب طبیعی هستند و محفظه آنها پر از مایع است.

کاردیوئیدها همچنین می توانند با محیط هایی مقابله کنند که بیشتر گروه های لوله ای مرتبط با لوله ها را تحت فشار قرار می دهد. محققان به دلیل یک حادثه حمل و نقل متوجه این موضوع شدند: هنگامی که آنها دسته ای از کاردیوئیدها را برای همکار خود که می خواست از آنها برای مطالعه ویروس همه گیر کرونا استفاده کند ، ارسال کردند ، بسته در فرودگاه گیر کرد. کاردیوئیدها چهار روز را در دمای اتاق سپری کردند و قبل از رسیدن به مقصد در مایعی پر از مواد مغذی شنا کردند.

ساشا منجان ، محقق موسسه زیست شناسی مولکولی ، نویسنده اصلی مطالعه در مورد کاردیوئیدها ، گفت: “آنها هنوز در حال جنگ بودند.” یک آزمایش استرس غیر ارادی نشان داد که میزان کاردیوئیدها چقدر سالم است. “پس از تشکیل ، آنها خوشحال هستند. روند شکل گیری ، البته ظریف تر است. “

کاردیوئیدها به عنوان سلول های بنیادی قدرتمند آغاز می شوند ، که با دادن دستورالعمل های صحیح از محیط ، امکان تبدیل شدن به هر سلول در بدن را دارند. در تحقیق خود ، تیم تحقیقاتی از شش ماده شیمیایی استفاده کردند که به عنوان مهم برای رشد قلب انسان شناخته شده اند. سایر تلاش ها برای ایجاد اندامک های قلبی فقط از دو یا سه عامل استفاده می کنند و اغلب با سلول های غیر قلبی در محصول نهایی پایان می یابد. منجان مظنون است برخی سلولهای بنیادی کلاهبردار می شوند و به سلولهای دیگر تبدیل می شوند زیرا مجموعه کاملی از دستورالعمل ها را دریافت نمی کنند. منجان می گوید ، استفاده از هر شش عامل برای موفقیت کاردیوئیدها کلیدی است زیرا به محققان امکان کنترل بسیاری از مسیرهای رشد مولکولی را می دهد.

هنگامی که تیم برای اولین بار آزمایشات خود را طراحی کردند ، آنها سعی کردند سلول های بنیادی را به سلول های قلب تبدیل کنند و به یک صفحه دو بعدی تبدیل شوند ، اما سلول ها با رشد مسطح نخواهند ماند. سلول ها دائماً پیچ خورده و به کف ظرف نمی چسبند ، حتی روی آن لایه ای از مواد شبیه چسب وجود دارد.

بنابراین استفان ژانل ، نویسنده مشترک ، پیشنهاد داد که سلول ها در فضای سه بعدی رشد کنند. سپس سلول ها محلی برای شکل گرفتن بادکنک داشتند.

هنگامی که آنها راهی مطمئن برای ایجاد کاردیوئید یافتند ، محققان شروع به استفاده از آنها برای آزمایش پاسخ قلب به آسیب های مختلف کردند. آنها برخی از کاردیوئیدها را با جهش های ژنتیکی ایجاد کردند و دریافتند که منجر به کاردیوئیدهای کوچکتر با فضای نسبتاً کمتری برای دوربین می شوند. این آغاز بررسی نقص قلب در رشد اولیه انسان است که حدود دو درصد از کودکان را تحت تأثیر قرار می دهد.

منجان گفت: “به هیچ وجه نمی خواهیم در این مرحله به آن رویان انسان نگاه كنیم ، زیرا زنان در این مرحله حتی نمی دانند كه باردار هستند.” کاردیوئید از شکل ظاهری قلب جنینی پس از حدود اولین ماه رشد تقلید می کند. بنابراین کاردیوئیدها می توانند نقایصی مانند سندرم قلب چپ هیپوپلاستیک را که در اوایل رشد ایجاد می شود و بدون جراحی تهاجمی کشنده است ، مطالعه کنند.

این تیم همچنین چگونگی بهبود کاردیوئیدها از حملات قلبی شبیه سازی شده را آزمایش کرد.

پاپایا می گوید: “در طی حمله قلبی ، تقریباً یک میلیارد سلول می میرند ، اما فقط از بین نمی روند.” پاپایا و همکارانش برای تقلید از تأثیر بسیاری از سلولهای مرده بر روی کاردیوئیدها ، از یک میله فلزی نازک استفاده کردند ، به اندازه پین ​​مورد استفاده برای از بین بردن سیم کارت ها از تلفن های هوشمند ، آنها را در نیتروژن مایع فرو بردند تا به منفی 320 درجه برسد. توسط فارنهایت.

“هنگامی که آن را در قفس نگهداری می کنید ، این منطقه بلافاصله به دلیل دمای بسیار سرد از بین می رود. اما وقتی سلول ها می میرند ، از بین نمی روند. ” سلول ها در پشت کاردیوئید باقی می مانند و سپس شروع به بهبود می کنند.

برخی از کاردیوئیدها ، که به شکلی شبیه قلبهای جنینی طراحی شده اند ، قادر به تولید مجدد سلولهای زنده هستند. اما کاردیوئیدها که بیشتر شبیه قلبهای بالغ با یک لایه خارجی اضافه شده بودند ، در عوض یک لایه کلاژن مانند زخم ایجاد می کنند. بافت اسکار به خوبی بافت قلب سالم پمپاژ و حرکت نمی کند ، بنابراین با گذشت زمان می تواند برای شخصی که دچار حمله قلبی شده مشکلاتی ایجاد کند. اما از آنجا که دانشمندان دریافته اند که برخی از کاردیوئیدها دوباره بازسازی می شوند ، آنها می خواهند شروع به مطالعه مکانیسم های دقیق نحوه و شاید یافتن راهی برای ایجاد درمان بهتر پس از حملات قلبی کنند.






بعد از آسیب دیدگی با یک میله فلزی فوق العاده سرد ، نیمه چپ قلب کاردی تیره سالم باقی مانده و می زند ، در حالی که سمت راست کاردیوئید با سلول های مرده پوشانده شده است.

(با مجوز از آزمایشگاه منجان)

لوری بویر ، مهندس بیولوژیک در م Instituteسسه فناوری ماساچوست که ژن ها را مطالعه می کند ، نوشت: “قابل توجه است که منجان و همکارانش در زمینه تولید کاردیوئیدهای انسانی خود سازماندهی شده از یک مانع بزرگ در این زمینه عبور می کنند … با استفاده از قوانین طبیعی توسعه قلب”. درگیر توسعه قلب بوده و در مطالعه جدید از طریق ایمیل شرکت نکرده است.

بویر گفت ، این مطالعه زمینه را یک قدم به ایجاد مدلهای آزمایشگاهی برای مطالعه رشد اندامها و بیماریها نزدیک می کند ، اما پیشرفتهای اساسی همچنان باید دیده شود ، مانند وجود مدلهایی با کلیه رگهای خونی ، اتاق ها و اعصاب در زندگی واقعی. قلب.

در حال حاضر تیم تحقیق در حال ثبت اختراعات کاردیوئیدهای خود است و امیدوار است که خلاقیت ها روش مفیدی برای مطالعه رشد قلب و آزمایش داروهای جدید برای بیماری های قلبی فراهم کنند. این تیم قبلاً دریافته است که کاردیوئیدها می توانند مانند قلب در برابر شیمی محیطشان واکنش نشان دهند.

منجان گفت: “اکنون کمی شوم است ، اما نکته شگفت انگیز این است که شما می توانید آنها را تشویق کنید تا سریعتر مبارزه کنند.” “اگر این آزمایشات را انجام دهید و مثلاً آدرنالین به آنها اضافه کنید ، همه آنها بیدار می شوند و خیلی سریع شروع به ضرب و شتم می کنند. و این همان دارویی است که می توانید برای از بین بردن بیمار از حمله قلبی استفاده کنید. “



[ad_2]

منبع: khabar-top.ir