The inima este un simbol aproape universal al iubirii și unul dintre cele mai vitale organe din corp. Acum, pentru a înțelege mai bine funcționarea interioară a inimii, oamenii de știință au recreat biologia organului într-un dispozitiv de mărimea unui card de credit.
Noul dispozitiv „heart-on-a-chip”, dezvoltat de o echipă de la Institutul Național de Standarde și Tehnologie (NIST), imită interacțiunile celulelor din inima umană. Cercetătorii spun că tehnologia ar putea fi folosită pentru a studia boala de inimacare este principala cauza de deces in Statele Unite ale Americii
Experimentele tradiționale pe animale – care folosesc de obicei șobolani și maimuțe de laborator, printre alte animale – nu surprind perfect cum va progresa o boală sau cum se va comporta un medicament în corpul uman. Din acest motiv, cercetătorii lucrează pentru a dezvolta modalități mai precise de a imita complexitatea și complexitatea organelor umane în laborator. Această acuratețe este deosebit de importantă pentru dezvoltarea medicamentelor, așa cum 90% dintre medicamentele candidate eșuează în prezent studii clinice la oameni.
Modele noi, asemănătoare omului, care sunt în curs de dezvoltare includ organoizisau organe miniaturale crescute din celule stem și organ-pe-un-cip modele, în care celulele găsite în țesuturi specifice sunt crescute pe un cip care imită condițiile fiziologice ale unui organ din organism. Multe organe au fost modelate în astfel de cipuri, inclusiv plămânii, rinichi si vagin.
Oamenii de știință au dezvoltat modele heart-on-a-chip, în special, pentru a studia modul în care inima se vindecă după rănireși boala de inimaprecum și pentru a ajuta descoperirea medicamentelor. Au fost chiar și inimi pe cip trimis în spațiu pentru a studia efectul microgravitației asupra inimii.
Legate de: „Inimi” minuscule se autoasamblează în vasele de laborator și chiar bat ca un lucru real
Într-o afirmație lansat pe 6 februarie, echipa de la NIST a spus că acest tip de tehnologie, care include noul lor model heart-on-a-chip, ar putea eficientiza dezvoltarea medicamentelor, făcând-o mai rapidă, mai sigură și mai precisă. Foarte important, aceste modele nu ar înlocui studiile clinice umane – sperăm că ar reduce sau înlocui testarea pe animale necesare înainte de începerea studiilor pe oameni.
„Acest sistem ar putea fi luat în considerare pentru bioproducția și medicina regenerativă a inimii și a altor organe pe cipuri”, Darwin Reyesun inginer biomedical la NIST care a condus dezvoltarea noului cip, a declarat pentru Live Science într-un e-mail.
Aceste cipuri au în mod obișnuit capace transparente sau semi-transparente și, uitându-se înăuntru, cercetătorii pot vedea fluide curgând prin canale minuscule care se interconectează ca niște fluxuri de apă. În cazul cipului NIST, aceste canale imită vase de sânge in inima. Oamenii de știință cresc celule ale inimii umane în interiorul acestor canale și pot studia modul în care celulele reacționează la adăugarea diferitelor medicamente în sistem.
Spre deosebire de modelele existente heart-on-a-chip, celulele din noul model NIST pot fi aranjate pe părți opuse ale unei membrane poroase, ceea ce înseamnă că pot comunica între ele prin molecule de semnalizare, a spus Reyes. Următorul pas pentru echipă este să evalueze modul în care aceste celule ale inimii se comportă în condiții normale și induse de stres, a spus el.
Diferite cipuri de organe pot fi, de asemenea, legate între ele – de exemplu, un cip hepatic poate fi legat de un cip de inimă, ceea ce ar putea permite oamenilor de știință să studieze modul în care aceste două organe interacționează după expunerea la un anumit medicament.
Într-o revizuire recentă a acestor tehnologii, publicată pe 6 februarie în jurnal Laborator pe un cip, Reyes și un coleg au subliniat că este nevoie de „muncă semnificativă” înainte ca modelele organ-on-a-chip să poată fi utilizate în testele preclinice de droguri. De exemplu, celulele cardiace utilizate în aceste dispozitive sunt crescute din celule stem și adesea nu se maturizează complet. Deci, în loc să semene cu celulele adulte, ele seamănă cu celulele găsite într-un făt în curs de dezvoltare.
Anumite materiale utilizate în modelele heart-on-a-chip trebuie, de asemenea, să fie rafinate. Polidimetilsiloxanul, de exemplu, este un polimer folosit în mod obișnuit pentru a face cip, dar este „relativ scump” și absoarbe cu ușurință moleculele mici. Această absorbție ușoară poate denatura testele de droguri ale oamenilor de știință, făcându-i să creadă că o substanță produce un anumit efect sau nu are semne de toxicitate, atunci când nu este cazul, au scris autorii.
Cu toate acestea, cu o perfecționare ulterioară, modelele organ-on-a-chip pot provoca o „schimbare de paradigmă” în modul în care sunt dezvoltate și testate noile medicamente, a spus echipa. Potențialul acestor dispozitive a fost recunoscut de Food and Drug Administration anul trecut, când agenția a decis că ar putea înlocui testarea tradițională pe animaleatâta timp cât datele pe care le generează sunt suficient de robuste.
Te-ai întrebat vreodată de ce unii oameni își construiesc mușchi mai ușor decât alții sau de ce ies pistruii la soare? Trimite-ne întrebările tale despre cum funcționează corpul uman community@livescience.com cu subiectul „Health Desk Q” și este posibil să vedeți răspunsul la întrebarea dvs. pe site!
Fie ca doriti un inginer sau un arhitect, echipa noastra oferă servicii profesionale de proiectare și asistență tehnică pentru construcții. Ne puteți contacta AICI și puteți descoperi mai multe despre constructii si stiinta pe
blogul nostru!
