Οι επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν δημιούργησαν συνθετικές μίνι καρδιές που μοιάζουν με ανθρώπινες, προκειμένου να μπορέσουν να μελετήσουν την ανάπτυξη της ανθρώπινης καρδιάς και τις συγγενείς καρδιακές παθήσεις σε μοντέλα υψηλής ακρίβειας.
Αυτό διευκολύνει την ανάπτυξη νέων θεραπειών και φαρμάκων για τη θεραπεία μιας ποικιλίας παθήσεων που σχετίζονται με την καρδιά. Παρόμοια σε μέγεθος και ανάπτυξη με τις εμβρυϊκές ανθρώπινες καρδιές, αυτά τα μίνι οργανοειδή καρδιάς γίνονται όλο και πιο περίπλοκα και ρεαλιστικά.
Η ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν (MSU) που δημιούργησε τις μίνι καρδιές, δημοσίευσε για πρώτη φορά τα ευρήματά της το 2020. Πλέον έχει γίνει παγκόσμιος ηγέτης σε αυτόν τον τομέα και οι τελευταίες πρόοδοί της έχουν δημοσιευτεί στο Nature Communications και στο Stem Cell Reports.
Η σημασία πίσω από την ανάπτυξη των οργανοειδών
Ο Aitor Aguirre, αναπληρωτής καθηγητής βιοϊατρικής μηχανικής και επικεφαλής του τμήματος αναπτυξιακής βιολογίας και βλαστοκυττάρων στο Ινστιτούτο Ποσοτικής Επιστήμης και Μηχανικής Υγείας του MSU, εξήγησε ότι η εισαγωγή ρεαλιστικών μοντέλων είναι απαραίτητη για την ανακάλυψη αποτελεσματικών και κλινικά μεταφράσιμων λύσεων για τις καρδιαγγειακές παθήσεις.
Υπολογίζεται ότι 21 εκατομμύρια θάνατοι ετησίως σχετίζονται με αυτήν την κατηγορία των παθήσεων, συμπεριλαμβανομένων των διαταραχών της καρδιάς και των αιμοφόρων αγγείων. Και αυτός ο αριθμός αυξάνεται. «Αν και το 90% των καρδιαγγειακών παθήσεων θεωρείται ότι μπορούν να προληφθούν, έχουν γίνει η κύρια αιτία θανάτου στον ανεπτυγμένο κόσμο», είπε ο Δρ. Aguirre και συμπλήρωσε:
«Χάρη στην πρόοδο στις τεχνολογίες βλαστοκυττάρων και βιομηχανικής, μπορούμε να αναπτυχθούμε και να μελετήσουμε τις ανθρώπινες καρδιές. Αυτό θα φέρει επανάσταση στις ιατρικές προσεγγίσεις για τη θεραπεία και την πρόληψη καρδιακών παθήσεων και συγγενών παθήσεων, βοηθώντας μας να κατανοήσουμε τους μηχανισμούς της νόσου».
«Στο μέλλον, αναμένουμε ότι λιγότεροι ασθενείς θα χρειαστούν θεραπεία και για όσους το κάνουν, η ανάπτυξη νέων φαρμάκων θα πάρει λιγότερο χρόνο. Ιδιαίτερα για τα συγγενή ελαττώματα, η πρόληψη είναι η καλύτερη λύση. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα μίνι οργανοειδή καρδιάς μπορούν πραγματικά να αλλάξουν τον τρόπο με τον οποίο προσεγγίζουμε την υγειονομική περίθαλψη», πρόσθεσε.
Πρόληψη της καρδιοτοξικότητας στα φάρμακα
Ως παράδειγμα, ο Δρ. Aguirre εξήγησε ότι οι φαρμακευτικές εταιρείες θα αποσύρουν φάρμακα από την αγορά εάν διαπιστωθεί ότι προκαλούν καρδιοτοξικότητα. Η δυνατότητα εκ των προτέρων πρόβλεψης της τοξικότητας θα μπορούσε να εξοικονομήσει χρήματα, χρόνο και να μειώσει τον κίνδυνο αποτυχίας του φαρμάκου.
Τα μίνι οργανοειδή καρδιάς αναπτύσσονται με δωρεά πολυδύναμων βλαστοκυττάρων από ενήλικες. Η κυτταρική τους πολυπλοκότητα και η φυσιολογική τους συνάφεια επιτρέπουν τη μελέτη της ανάπτυξης της ανθρώπινης καρδιάς και της νόσου σε ένα τρυβλίο σε βαθμό που δεν είχε προηγουμένως επιτευχθεί.
«Δημιουργήσαμε ένα μοντέλο χρησιμοποιώντας αυτά τα οργανοειδή για να μελετήσουμε τις επιπτώσεις του μητρικού διαβήτη σε κάθε στάδιο ανάπτυξης στην εμβρυϊκή καρδιά», είπε ο Δρ. Aguirre και κατέληξε: «Αυτός είναι ο ορισμός της ιατρικής ακριβείας. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την επιστήμη για να κάνουμε την κλινική πρακτική πιο ακριβή».