Вчені розробили тривимірне “серце-на-чіпі” (HOC), який з безпрецедентною точністю імітує тканини людського серця, що може революціонізувати тестування серцево-судинних препаратів та лікування серцевих захворювань. Серцево-судинні захворювання є основною причиною смерті у всьому світі, і ця технологія вирішує критичну проблему: складність безпечного тестування ліків та розуміння реакції серця без ризику для людського життя.
Проблеми існуючих методів тестування
Традиційно оцінка впливу ліків чи хвороби на серці вимагає або використання тваринних моделей (які не завжди добре переносяться на людей), або проведення клінічних випробувань на реальних пацієнтах. Ця нова HOC пропонує компроміс: функціональну тканину серця, що б’ється, створену в лабораторії, яка може передбачувано реагувати на ліки. Ключова інновація полягає в її здатності відстежувати активність як на рівні всієї тканини, так і на клітинному рівні в режимі реального часу.
Попередні HOC не мали таку високоточну сенсорну систему, що означало, що вони не могли надійно виявляти тонкі зміни в окремих клітинах серця – критичний фактор, оскільки багато серцевих захворювань починаються з дисфункції на мікроскопічному рівні.
Як Працює “Серце-на-Чіпі”
Дослідницька група з канадських інститутів створила HOC, використовуючи клітини серцевого м’яза та сполучної тканини, взяті у щурів. Ці клітини були вбудовані в гелеву матрицю, що сприяє зростанню, і засіяні на гнучкі кремнієві чіпи. Система включає два типи датчиків:
Макро-датчики: Еластичні стовпчики деформуються з кожним ударом серця, вимірюючи загальну скорочувальну силу.
* Мікро-датчики: Крихітні гідрогелеві краплі (розміром 50 мікрометрів) фіксують локальні механічні напруги на клітинному рівні.
Ця подвійна сенсорна платформа дозволяє вченим бачити, як клітинні сили впливають поведінка тканини, включаючи зростання, загоєння і навіть прогресування раку. Команда успішно продемонструвала функціональність HOC, обробивши її норадреналіном (для підвищення активності серця) та блеббістатином (для її зниження), обидва з яких викликали очікувані реакції.
Чому Це Важливо: Прецизійна Медицина для Серцевих Захворювань
Цей прорив має негайні наслідки розробки ліків. HOC тепер можна використовувати для скринінгу сполук перед проведенням клінічних випробувань на людях, що прискорює процес і знижує ризики. Що ще важливіше, це відкриває двері для персоналізованої медицини: можливості тестувати власні клітини пацієнта на різні методи лікування, щоб визначити найбільш ефективний варіант перед призначенням ліків.
“Цей прорив наближає нас ще ближче до справжньої прецизійної медицини”, – говорить Хоуман Саводжі, провідний дослідник. “Надаючи нам можливість виявити найбільш ефективні ліки для кожної людини ще до початку лікування”.
Майбутні Напрями
Команда планує моделювати конкретні серцеві розлади, такі як дилатаційна кардіоміопатія та аритмії, використовуючи клітини пацієнтів із цими станами. Це дозволить проводити більш реалістичні випробування та потенційно призведе до цілеспрямованих методів лікування. “Серце-на-чіпі” є значним кроком до майбутнього, де лікування серцевих захворювань буде адаптовано до індивідуальних потреб, покращуючи результати та знижуючи глобальний тягар серцево-судинних захворювань.
