Wissenschaftler haben ein schlagendes Herz von Grund auf gewonnen

Mit nur Stammzellen haben Wissenschaftler erfolgreich ein voll funktionsfähiges menschliches Herz in einem Labor entwickelt. Es ist ziemlich winzig - ein "Mikroherz", wie das Forschungsteam von UC Berkeley es nennt, aber es schlägt genauso gut. Dies wurde schon früher mit Stammzellen versucht, aber dies ist das erste Mal, dass 3D-Drucker oder künstliche Strukturen wie ein Gerüst für ein Gebäude verwendet wurden, um die Zellen an Ort und Stelle zu halten. Die Wissenschaftler, die ihre Ergebnisse gerade veröffentlicht haben Nature Communications nutzte einen speziellen chemischen Trick, der die Zellen dazu zwang, sich in den richtigen Konfigurationen zu organisieren - so dass keine externen Gerüste erforderlich waren. Die gleiche Art und Weise, andere Organe zu züchten, wird möglicherweise viel einfacher.

Um ein Herz von Grund auf zu bauen, fangen Sie mit Stammzellen an. Dies sind „undifferenzierte“ Zellen, die noch nicht entschieden haben, was sie sein werden, wenn sie groß werden: Herzzellen, Hautzellen, Gehirnzellen usw. Jede Zelle in unserem Körper beginnt als Stammzelle und geht dann durch eine Reihe von Änderungen, die über sein Schicksal entscheiden. Wissenschaftler haben herausgefunden, wie es geht umkehren Dieser Prozess macht die Veränderungen rückgängig, die zum Beispiel eine Leberzelle bewirkt haben, und bringt sie in ihren ursprünglichen Zustand zurück, wodurch sie die Chance hat, ihr Leben anders zu durchlaufen. (Wenn es nur so einfach wäre.)

Das Berkeley-Team, angeführt von Zhen Ma, nahm diese Stammzellen (in diesem Fall ehemalige Hautzellen) und brachte sie dazu, unter Verwendung herzspezifischer Wachstumsfaktoren zu Herzzellen zu werden. So etwas wurde schon früher gemacht, um Mini-Organe herzustellen, die vom Gehirn über die Nieren bis hin zur Brust reichen. Diese Modelle waren jedoch nicht so präzise geformt wie das Berkeley-Mini-Herz, das über Kammern verfügt, in denen es schlagen kann. Um die Zellen dazu zu bringen, sich selbst in diese Strukturen zu organisieren, züchteten sie die Zellen in Schalen, die mit Wachstumsfaktoren in bestimmten Mustern bemalt waren. Je nachdem, wo sie sich auf dem Teller befanden, wuchsen die Stammzellen entweder zu den Zellen, aus denen das Bindegewebe des Herzens besteht, oder Herzmuskelzellen. Dies geschieht auf natürliche Weise, wenn Embryonen im Mutterleib wachsen, dies ist jedoch das erste in vitro Rahmen.

Die Forscher hoffen, dass ihre Mikroherzen verwendet werden können, um die Herzentwicklung in einem menschlichen Modell zu untersuchen. Derzeit sind die meisten Forscher auf Studien an Ratten beschränkt. Es wird auch hilfreich sein, um herauszufinden, wie Medikamente, die in der Schwangerschaft angewendet werden, ein wachsendes Herz beeinflussen, wie sie in ihrer Arbeit zeigten, in der die Auswirkungen von Thalidomid auf ihre Modelle untersucht wurden. Wenn man jedoch weiter blickt, hoffen sie, dass ihre Methode, Stammzellen dazu zu bringen, sich in spezifischen Strukturen zu organisieren, dazu verwendet werden kann, Modelle eines beliebigen anderen Organs anzubauen.