Un passo importante è stato compiuto ad Harvard per produrre cuori umani da trapiantare

L´ Cuore non è in grado di rigenerarsi dopo il danno. Pertanto, gli sforzi degli specialisti di ingegneria dei tessuti che cercano di sviluppare tecniche per la rigenerazione del muscolo cardiaco sviluppare e in futuro creare un cuore intero da zero è di grande importanza per la cardiologia e la cardiochirurgia. Questo è un compito difficile, tuttavia, poiché è necessario modellare strutture uniche, in particolare la disposizione a spirale delle celle. È stato a lungo sospettato che questo tipo di organizzazione cellulare sia necessario per pompare volumi di sangue sufficientemente grandi.


I bioingegneri della Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences sono riusciti a creare il primo modello bioibrido di una camera cardiaca umana cellule cardiache disposte a spirale creare e quindi dimostrare che l'ipotesi era corretta. Questa disposizione a spirale delle cellule aumenta significativamente la quantità di sangue che viene pompato ad ogni battito cardiaco. Questo è un passo importante che ci avvicina all'obiettivo di costruire da zero un cuore trapiantabile", afferma il professor Kit Parker, uno degli autori principali dello studio. Possiamo leggere i risultati sulle pagine di Scienze leggere.

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Le basi per i risultati odierni degli scienziati americani furono gettate 350 anni fa dall'inglese Richard Lower. Il medico, i cui pazienti includevano il re Carlo II, fu il primo a notare e descrivere nel Tractatus de Corde che le fibre del muscolo cardiaco sono disposte a spirale. Nei secoli che seguirono, gli scienziati ne impararono sempre di più Cuore, ma studiare la disposizione a spirale delle sue cellule è stato molto difficile. Nel 1969, Edward Sallin della University of Alabama School of Medicine ipotizzò che fosse la disposizione a spirale delle cellule a far funzionare il cuore in modo così efficiente. Tuttavia, non è stato facile testare questa ipotesi poiché è molto difficile confrontare cuori con diversi Geometrie , array di fibre costruire.
Il nostro obiettivo era costruire un modello che ci permettesse di testare l'ipotesi di Sallin e studiare il significato della struttura delle fibre a spirale", spiega John Zimmerman di SEAS.

I ricercatori hanno sviluppato un metodo chiamato Focused Rotary Jet Spinning (FRJS). Il dispositivo funziona in modo simile a una macchina per zucchero filato. Il liquido Biopolimero nel serbatoio esce attraverso una piccola apertura ed è forze centrifughe, che agiscono sulla vasca rotante, vengono spinti verso l'esterno. Dopo aver lasciato il serbatoio, il solvente evapora dal biopolimero e il materiale si indurisce in fibre. Un flusso d'aria controllato con precisione, a sua volta, porta il Fibre nella forma giusta. Manipolando questo raggio, è possibile conferire alle fibre la struttura corretta che imita quella delle fibre muscolari cardiache. Con FRJS, possiamo replicare con precisione strutture complesse creando strutture a una e persino a quattro camere, aggiunge Hubin Chang.

Dopo che le strutture appropriate erano state tessute in questo modo, i ricercatori hanno tirato fuori le cellule muscolari del cuore di ratto o cardiomiociti ottenuto cellule staminali umane su un tale scaffold. Una settimana dopo, l'impalcatura è stata ricoperta da più strati di cellule cardiache contrattive e diastoliche disposte allo stesso modo delle fibre del biopolimero.
I ricercatori ne hanno creati due architetture delle cellule cardiache. Uno con fibre disposte a spirale, l'altro con fibre disposte a cerchio. Poi li hanno confrontati deformazione della camera, la velocità di trasmissione dei segnali elettrici e la quantità di sangue espulso durante la contrazione. La camera con fibre disposte radialmente è risultata superiore alla camera con disposizione circolare sotto tutti gli aspetti testati.

Inoltre, gli scienziati hanno dimostrato che il loro metodo può essere ridimensionato non solo alle dimensioni di un cuore umano, ma anche alle dimensioni di un cuore di balenottera minore. Non hanno eseguito alcun test su modelli più grandi perché ne stanno utilizzando miliardi cardiomiociti avrebbe richiesto.