توسط : محققان دانشگاه فنی مونیخ (TUM) با موفقیت سلول‌های بنیادی را برای تقلید روند رشد قلب انسان تحریک کرده‌اند، که در نتیجه یک قلب کوچک یا ارگانوئید ایجاد می‌شود. این پیشرفت به درک عمیق‌تری از مراحل اولیه رشد قلب کمک می‌کند و در تحقیقات مرتبط با بیماری‌های قلبی مفید خواهد بود.
قلب انسان تقریباً سه هفته پس از لقاح شروع به شکل‌گیری می‌کند، که بسیاری از زنان هنوز متوجه بارداری خود نشده‌اند. این عامل به دانش محدود ما در مورد جزئیات پیچیده‌ی شکل‌گیری اولیه قلب کمک می‌کند. نتایج تحقیقات حیوانی به طور کامل قابل اعمال برای انسان نیستند، بنابراین اهمیت ارگانوئید ایجاد شده توسط تیم TUM برای جامعه علمی بیانگر شده است.
تیمی که با الساندرا مورتی، پروفسور پزشکی احیاکننده در بیماری‌های قلبی عروقی همکاری می‌کند، روشی را برای ساخت نوعی قلب کوچک با استفاده از سلول‌های بنیادی پرتوان توسعه داده است. حدود ۳۵٬۰۰۰ سلول در یک سانتریفیوژ به شکل یک کره چرخانده می‌شوند. در طی یک دوره چند هفته‌ای، مولکول‌های سیگنالینگ مختلف به کشت سلولی اضافه می‌شوند به طوری که مسیرهای سیگنالی را در بدن تقلید می‌کنند و برنامه رشد قلب را کنترل می‌کنند. این گروه اکنون نتایج کار خود را در مجله “Nature Biotechnology” منتشر کرده است.
ارگانوئیدهای حاصل حدود نیم میلی‌متر قطر دارند. اگرچه آنها خون را پمپاژ نمی‌کنند، اما می‌توانند به صورت الکتریکی تحریک شوند و مانند حفره‌های قلب انسان منقبض شوند. پروفسور مورتی و تیم او اولین محققینی در جهان هستند که با موفقیت یک ارگانوئید حاوی سلول‌های عضله قلب (کاردیومیوسیت) و سلول‌های لایه بیرونی دیواره قلب (اپی‌کاردیوم) را ایجاد کرده‌اند. پیش‌تر محققان تنها ارگانوئیدهایی با کاردیومیوسیت‌ها و سلول‌های لایه داخلی دیواره قلب (اندوکارد) ایجاد کرده بودند.
این نتایج ممکن است سرنخ‌هایی در مورد اینکه چرا قلب جنین می‌تواند خود را ترمیم کند، ارائه دهد، قابلیتی که به طور کامل در قلب یک انسان بالغ وجود ندارد. همچنین می‌تواند به یافتن روش‌های درمانی جدید برای حملات قلبی و سایر شرایط کمک کند.
دکتر آنا مایر، نویسنده اول این مطالعه، می‌گوید: “برای درک چگونگی شکل‌گیری قلب، سلول‌های اپی‌کاردیوم تعیین‌کننده هستند. سایر انواع سلول‌ها در قلب، مانند سلول‌های پیوندی بافت‌ها و رگ‌های خونی، از این سلول‌ها تشکیل می‌شوند. اپی‌کاردیوم نیز نقش بسیار مهمی در تشکیل حفره‌های قلب ایفا می‌کند. این تیم به درستی ارگانوئیدهای جدید را “اپی‌کاردیوئید” نامگذاری کرده است.”
این تیم همچنین نشان داده است که از ارگانوئیدها می‌توان برای بررسی بیماری‌های بیماران فردی استفاده کرد. محققان با استفاده از سلول‌های بنیادی پرتوان، ارگانوئیدهایی تولید کردند که ویژگی‌های این بیماری را در ظرف شیشه‌ای شبیه‌سازی می‌کند. طی ماه‌های آینده، این تیم قصد دارد از ارگانوئیدهای شخصی‌سازی شده مشابه برای بررسی سایر نقایص مادرزادی قلب استفاده کند.
با امکان تقلید از بیماری‌های قلبی در ارگانوئیدها، می‌توان در آینده داروها را مستقیماً روی آنها آزمایش کرد. الساندرا مورتی می‌گوید: “می‌توان تصور کرد که چنین آزمایش‌هایی می‌توانند نیاز به آزمایش‌های حیوانی را هنگام تولید دارو کاهش دهند.”
منبع :
Epicardioid single-cell genomics uncovers principles of human epicardium biology in heart development and disease” by Anna B. Meier, Dorota Zawada, Maria Teresa De Angelis, Laura D. Martens, Gianluca Santamaria, Sophie Zengerle, Monika Nowak-Imialek, Jessica Kornherr, Fangfang Zhang, Qinghai Tian, Cordula M. Wolf, Christian Kupatt, Makoto Sahara, Peter Lipp, Fabian J. Theis, Julien Gagneur, Alexander Goedel, Karl-Ludwig Laugwitz, Tatjana Dorn and Alessandra Moretti, 3 April 2023, Nature Biotechnology.
