Znajdź zawartość

Podczas zawału część komórek serca obumiera. Dotąd chirurdzy nie umieli tego naprawić, jednak specjaliści z Brown University oraz India Institute of Technology Kanpur opracowali specjalną nanołatę. Stworzyli rodzaj rusztowania, w którego skład wchodzą nanowłókna węglowe i polimer - poli(kwas mlekowy–co–kwas glikolowy). Podczas testów udowodniono, że nanołata regeneruje zarówno kardiomiocyty, jak i neurony, co oznacza, że obumarły rejon powraca znów do życia (Acta Biomaterialia). Pomysł jest taki, by zastosować coś, co pomoże w regeneracji uszkodzonej tkanki, dzięki czemu otrzymamy zdrowe serce – opowiada David Stout ze Szkoły Inżynierii w Brown. Wzmocnienie serca jest bardzo istotne, ponieważ tkanka bliznowata osłabia narząd i zwiększa ryzyko kolejnych zawałów. Indyjsko-amerykański zespół nieprzypadkowo zdecydował się na nanorurki węglowe, są one bowiem doskonałymi przewodnikami, zapewniają więc sieć elektrycznych połączeń, na których serce polega, by móc stale bić. Naukowcy zespolili nanorurki, wykorzystując kopolimer kwasu mlekowego z kwasem glikolowym (PLGA). W ten sposób powstała siatka o długości ok. 22 milimetrów i grubości rzędu 15 mikronów. Wg Stouta, przypomina ona czarny bandaż. Podczas badań siatkę układano na podłożu szklanym i sprawdzano, czy kardiomiocyty ją skolonizują i się namnożą. Po 4 godzinach powierzchnię zaszczepionych kardiomiocytami włókien węglowych o średnicy 200 nanometrów kolonizowało 5-krotnie więcej komórek mięśnia sercowego niż próbkę kontrolną złożoną wyłącznie z kopolimeru. Po 5 dniach gęstość powierzchni była już 6-krotnie większa niż w próbce kontrolnej. Po 4 dniach gęstość neuronów również się podwoiła. Akademicy podkreślają, że nanołata działa, ponieważ jest elastyczna i wytrzymała, może się więc rozciągać i kurczyć jak prawdziwa tkanka serca. Zespół chce ulepszyć swój wynalazek, by dokładniej naśladować czynność elektryczną serca, a także zbudować model in vitro, żeby sprawdzić, jak materiał reaguje na bicie serca i jego napięcie elektryczne.

Naukowcy z Brigham and Women's Hospital (BWH) wykorzystali czujnik obrazu z kamery internetowej do stworzenia niewielkiego przenośnego urządzenia do monitorowania w czasie rzeczywistym wpływu leków na komórki serca (kardiomiocyty). Ma to duże znaczenie w przypadku kardiotoksyczności medykamentów, zwłaszcza że nieodwracalne uszkodzenie serca prowadzi niejednokrotnie do trwałego kalectwa, a nawet śmierci. Badacze pozyskiwali kardiomiocyty z mysich komórek macierzystych i w aparacie poddawali je działaniu różnych medykamentów. Następnie w czasie rzeczywistym monitorowali wyrażoną za pomocą wskaźnika aktywność komórek mięśnia sercowego i wykrywali wszystkie zmiany w tym zakresie. Ocena toksycznych efektów nowych leków na wczesnych etapach ich rozwoju może przyspieszyć proces powstawania medykamentów, prowadząc do znacznej oszczędności pieniędzy i czasu [...] – tłumaczy dr Ali Khademhosseini. Technologia ta może również odegrać pewną rolę w spersonalizowanej medycynie. Na początku trzeba by wyekstrahować od pacjenta komórki somatyczne, które zostałyby przeprogramowane na komórki macierzyste zwane indukowanymi pluripotencjalnymi komórkami macierzystymi [ang. iPSC, od induced pluripotent stem cells; otrzymuje się z niepluripotentnych komórek przez wymuszenie ekspresji pewnych genów]. W dalszej kolejności iPSC różnicowano by do komórek serca, które poddawano by badaniu. Bioczujnik mógłby monitorować kardiomiocyty po wprowadzeniu leku, dając wyobrażenie o wpływie leku na serce konkretnego chorego – dodaje dr Sang Bok Kim. Kiedyś monitorowanie komórek serca wymagało stosowania drogich urządzeń, tymczasem najnowszy wynalazek z BWH kosztuje mniej niż 10 dol. i jest kompatybilny z konwencjonalnym sprzętem.