محققان روشی را برای ساختن «قلب کوچک» با استفاده از سلول‌های بنیادی پرتوان توسعه داده‌اند

تیمی در دانشگاه فنی مونیخ (TUM) سلول های بنیادی را برای تقلید از رشد قلب انسان القا کردند. نتیجه نوعی “قلب کوچک” است که به عنوان ارگانوئید شناخته می شود. این ساختار امکان مطالعه اولین مرحله رشد قلب ما را فراهم می کند و تحقیقات در مورد بیماری ها را تسهیل می بخشد.

قلب انسان تقریباً سه هفته پس از لقاح شروع به شکل گیری می کند. این مرحله اولیه رشد قلب را در زمانی قرار می دهد که زنان اغلب هنوز از بارداری خود آگاه نیستند. این یکی از دلایلی است که ما هنوز اطلاعات کمی در مورد بسیاری از جزئیات نحوه تشکیل قلب داریم. همچنین، یافته های مطالعات حیوانی به طور کامل به انسان قابل انتقال نیست.

یک توپ 35000 سلولی

تیمی که با الساندرا مورتی، پروفسور پزشکی بازساختی در بیماری های قلبی عروقی کار می کند، روشی را برای ساخت نوعی “قلب کوچک” با استفاده از سلول های بنیادی پرتوان توسعه داده اند. حدود 35000 سلول در یک سانتریفیوژ به شکل یک جسم کروی چرخانده می شوند. طی یک دوره چند هفته ای، مولکول های سیگنالینگ مختلف تحت یک پروتکل ثابت به کشت سلولی اضافه می شوند. الساندرا مورتی توضیح می‌دهد: «به این ترتیب، ما مسیرهای سیگنالی را در بدن تقلید می‌کنیم که برنامه رشد قلب را کنترل می‌کنند. این گروه اکنون کار خود را در مجله Nature Biotechnology منتشر کرده است.

اولین “اپی کاردیوئید“

ارگانوئیدهای حاصل حدود نیم میلی متر قطر دارند. اگرچه آنها خون را پمپاژ نمی کنند، اما می توانند به صورت الکتریکی تحریک شوند و مانند حفره های قلب انسان می توانند منقبض شوند. پروفسور مورتی و تیم او اولین محققینی در جهان هستند که با موفقیت یک ارگانوئید حاوی سلول های عضله قلب (کاردیومیوسیت) و سلول های لایه بیرونی دیواره قلب (اپی کاردیوم) را ایجاد کردند. محققان قبلا فقط ارگانوئیدهایی با کاردیومیوسیت ها و سلول های لایه داخلی دیواره قلب (اندوکارد) ایجاد کرده بودند.

• برای درک چگونگی تشکیل قلب، سلول های اپی کاردیوم تعیین کننده هستند. سایر انواع سلول ها در قلب، به عنوان مثال در بافت های متصل و عروق خونی، از این سلول ها تشکیل می شوند. اپی کاردیوم نیز نقش بسیار مهمی در تشکیل حفره های قلب ایفا می کند.» این تیم به درستی نام ارگانوئیدهای جدید را «اپی کاردیوئید» گذاشته است.

 نوع سلولی جدیدی کشف شد

این تیم همراه با روش تولید ارگانوئیدها، اولین اکتشافات جدید خود را گزارش کرده است. از طریق تجزیه و تحلیل سلول‌های منفرد، آنها مشخص کردند که سلول‌های پیش‌ساز از نوعی که اخیراً در موش‌ها کشف شده است، در حدود روز هفتم رشد ارگانوئید تشکیل می‌دهند. اپی کاردیوم از این سلول ها تشکیل می شود. پروفسور مورتی می‌گوید: «فرض می‌کنیم که این سلول‌ها در بدن انسان نیز وجود داشته باشند، البته فقط برای چند روز».

این بینش‌ها همچنین ممکن است سرنخ‌هایی در مورد اینکه چرا قلب جنین می‌تواند خود را ترمیم کند، ارائه دهد، قابلیتی که تقریباً به طور کامل در قلب یک انسان بالغ وجود ندارد. این دانش می تواند به یافتن روش های درمانی جدید برای حملات قلبی و سایر شرایط کمک کند.منبع

Technical University of Munich 

منبع مجله:

Meier, A. B., et al. (2023). Epicardioid single-cell genomics uncovers principles of human epicardium biology in heart development and disease. Nature Biotechnology. doi.org/10.1038/s41587-023-01718-7.