شبیه‌سازی قلب با استفاده از سلول‌های انسان

قلب مهمترین اندام بدن است اما بررسی واکنش آن به بیماری‌ها و درمان‌ها، دشواری‌های بسیاری در پی دارد.پژوهشگران "دانشگاه هاروارد"(Harvard University) آمریکا، مدلی از بطن چپ انسان ارائه داده‌اند که به صورت خودکار می‌تپد و این‌ گونه، گام قابل توجهی به سوی مهندسی قلب در آزمایش درمان‌های جدید برداشته‌اند.در روش‌های قدیمی، علاوه بر مدل‌سازی بیماری در حیوانات، داروها و درمان‌های جدید نیز آزمایش می‌شوند. مشکل اینجاست که نتایج به دست آمده همیشه به انسان مرتبط نیستند. راه حل این مشکل، مدل‌های واقعی هستند.گروه پژوهشی دانشگاه هاروارد، این مدل جدید را با پرورش سلول‌های قلب انسان در یک چارچوب نانوفیبر مهندسی کردند. آنها ابتدا، فیبرهای ساخته شده از ترکیب پلی‌استر قابل تجزیه زیستی و ژلاتین را به شکل مخروط روی یک ابزار جمع‌آوری کننده قرار دادند. این ابزار با چرخش خود می‌تواند همه فیبرها را در جهت یکسان قرار دهد.سپس، پژوهشگران با استفاده از این ساختار پایه‌، سلول‌های زنده قلب پرورش یافته را ارائه دادند. این سلول‌ها، از پرورش سلول‌های بنیادی القا شده انسان در حیواناتی مانند موش به دست آمدند. این سلول‌ها طی سه تا پنج روز در لایه نازکی از بافت سرتاسر چارچوب، پرورش یافتند و ضربان طبیعی و پایدار داشتند.

پژوهشگران برای آزمایش چگونگی واکنش این مدل به شبیه‌سازی، آن را با "ایزوپروترنول"(isoproterenol) ترکیب کردند که نوعی محرک قلبی است. این کار موجب شد که ضربان قلب مصنوعی، به تندی ضربان قلب طبیعی باشد. سپس، با ایجاد سوراخ‌هایی در قلب، شرایط حمله قلبی در آن ایجاد شد."لوک مک‌کوئین" (Luke MacQueen)، نویسنده ارشد این پژوهش گفت: بررسی این بطن در مدت طولانی، علاوه بر تاثیرگذاری در درمان‌های دارویی طولانی مدت، نتایج خوبی برای پیشرفت بیماری در بیماران خواهد داشت.پژوهشگران هاروارد قصد دارند در مرحله بعد بررسی، از سلول‌های قلب بیماران استفاده کنند. با این کار، می‌توان مدل دقیق‌تری از چگونگی پیشرفت بیماری یا کیفیت درمان ارائه داد. به گفته پژوهشگران، این مدل‌ها، زمینه ژنتیکی بیمار و جهش‌هایی که ممکن است در نتایج تغییری ایجاد کنند، ارائه می‌دهد.مک‌کوئین افزود: هدف بلند مدت این پروژه، جایگزین کردن مدل‌های انسانی به خصوص، مدل‌های انسانی بیمار با مدل‌های حیوانی است. در آینده، می‌توان سلول‌های بنیادی بیماران را گردآوری و از آنها برای ساخت مدل‌هایی که ویژگی این اندام را دارند، استفاده کرد.این پژوهش، در مجله "Nature Biomedical Engineering" به چاپ رسید.