Čínští vědci pěstují srdeční tkáň v laboratoři: Biologický kardiostimulátor by mohl nahradit elektronické přístroje

Sinoatriální uzel, malá skupina buněk hluboko v pravé síni srdce, je zodpovědný za řízení srdečního tepu. Často je označován jako přirozený kardiostimulátor srdce, protože generuje elektrické impulsy, které udržují orgán v pravidelném a koordinovaném rytmu.

Sinoatriální uzel, malá skupina buněk hluboko v pravé síni srdce, je zodpovědný za řízení srdečního tepu. Často je označován jako přirozený kardiostimulátor srdce, protože generuje elektrické impulsy, které udržují orgán v pravidelném a koordinovaném rytmu. Tyto impulsy, vedené signály z nervového systému, říkají horním a dolním komorám srdce, kdy se mají stáhnout, což umožňuje správnou cirkulaci krve v těle. Pokud sinoatriální uzel nefunguje správně, srdce může bít příliš pomalu nebo se dokonce na okamžik zastavit, což narušuje průtok krve a vytváří vážná zdravotní rizika. V nejzávažnějších případech může selhání tohoto kritického řídicího centra ohrozit život a vyžadovat umělé kardiostimulátory nebo nouzovou lékařskou pomoc.

Tým vědců v Šanghaji vyvinul v laboratoři pěstovaný biologický kardiostimulátor, který má napodobovat přirozený systém řízení srdečního rytmu. Vědci pracovali s lidskými pluripotentními kmenovými buňkami, které se mohou přeměnit na mnoho různých typů tkání, a vytvořili trojrozměrný organoid sinoatriálního uzlu schopný generovat elektrické impulsy. Aby byl systém realističtější, tým propojil organoid s umělým srdečním plexem, sítí nervů umístěných v blízkosti báze srdce, která pomáhá regulovat srdeční aktivitu. Tento úspěch umožnil vědcům znovu vytvořit způsob, jakým nervový systém komunikuje se srdcem, což otevírá potenciální nové cesty pro studium nepravidelných srdečních rytmů a vývoj budoucích léčebných postupů, které by mohly snížit závislost na elektronických kardiostimulátorech.

Výzkum, publikovaný v časopise Cell Stem Cell, zahrnoval vědce z Čínské akademie věd a Fudan University. Tým se zaměřil na sinoatriální uzel, malou část srdce zodpovědnou za řízení jeho rytmu. Ačkoli hraje kritickou roli v udržování správného srdečního tepu, jeho studium bylo pro vědce obtížné kvůli jeho malé velikosti a těžko dostupnému umístění uvnitř srdce. Umístění v blízkosti horní pravé komory a blízko jedné z největších žil v těle ztěžuje přístup k sinoatriálnímu uzlu v lidských tkáňových vzorcích, což omezuje výzkum jeho fungování a vývoje souvisejících srdečních onemocnění.

Zvířecí studie, zejména ty s myšmi, nedokázaly plně replikovat fungování přirozeného kardiostimulátoru lidského srdce. Kvůli těmto omezením se vědci stále více obracejí k laboratorně pěstovaným modelům sinoatriálního uzlu, aby lépe porozuměli poruchám srdečního rytmu a prozkoumali nové možnosti léčby. Navazujíc na tento cíl, vědci v Šanghaji použili lidské pluripotentní kmenové buňky k vytvoření trojrozměrného organoidu sinoatriálního uzlu tím, že znovu vytvořili signály, které jsou normálně pozorovány během raného embryonálního vývoje. Laboratorně pěstovaná tkáň byla schopna produkovat stabilní a spontánní tlukot, který se velmi podobal aktivitě přirozeného kardiostimulátoru srdce.