Χάρη στην πρόοδο στην ανάπτυξη κατοχυρωμένων συνθετικών καρδιών που μοιάζουν με τον άνθρωπο που δημιουργήθηκαν για πρώτη φορά στο Μίσιγκαν, οι ερευνητές μπορούν να μελετήσουν την ανάπτυξη της ανθρώπινης καρδιάς και τις συγγενείς καρδιακές παθήσεις σε μοντέλα υψηλής ακρίβειας. Αυτό διευκολύνει την ανάπτυξη νέων θεραπειών και φαρμακευτικών 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 MSU που δημιούργησε τις μίνι καρδιές δημοσίευσε για πρώτη φορά τα ευρήματά της το 2020. Έχουν γίνει γρήγορα παγκόσμιος ηγέτης σε αυτόν τον τομέα και οι τελευταίες προόδους τους έχουν δημοσιευτεί στο Nature Communications και στο Stem Cell Reports.
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 πάθηση, 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, έχει γίνει η κύρια αιτία θανάτου στον ανεπτυγμένο κόσμο», είπε ο Aguirre. “Χάρη στις προόδους στις τεχνολογίες βλαστοκυττάρων και στη βιομηχανική, 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», πρόσθεσε. “Ιδιαίτερα για τα συγγενή ελαττώματα, η πρόληψη είναι η καλύτερη λύση. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα μίνι οργανοειδή καρδιά μπορούν πραγματικά να αλλάξουν τον τρόπο με τον οποίο προσεγγίζουμε την υγειονομική περίθαλψη.” Ως παράδειγμα, ο Aguirre εξήγησε ότι οι φαρμακευτικές εταιρείες θα αποσύρουν φάρμακα από την αγορά εάν διαπιστωθεί ότι προκαλούν καρδιοτοξικότητα. Η δυνατότητα πρόβλεψης της τοξικότητας εκ των προτέρων 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 πιάτο σε βαθμό που δεν είχε προηγουμένως εμφανιστεί. «Δημιουργήσαμε ένα μοντέλο χρησιμοποιώντας αυτά τα οργανοειδή για να μελετήσουμε τις επιπτώσεις του μητρικού διαβήτη σε κάθε στάδιο ανάπτυξης στην εμβρυϊκή καρδιά», είπε ο Aguirre. “Αυτός είναι ο ορισμός της ιατρικής ακριβείας. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την επιστήμη για να κάνουμε την κλινική πρακτική πιο ακριβή.”