Um passo importante foi dado em Harvard para produzir corações humanos para transplante

O Coração é incapaz de se regenerar após o dano. Portanto, os esforços dos especialistas em engenharia de tecidos tentando desenvolver técnicas para a regeneração do tecido músculo cardíaco desenvolver e no futuro criar um coração inteiro do zero é de grande importância para a cardiologia e cirurgia cardíaca. Esta é uma tarefa difícil, no entanto, como estruturas únicas devem ser modeladas, principalmente o arranjo espiral das células. Há muito se suspeita que esse tipo de organização celular seja necessário para bombear volumes suficientemente grandes de sangue.


Bioengenheiros da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas John A. Paulson de Harvard conseguiram criar o primeiro modelo biohíbrido de uma câmara cardíaca humana células cardíacas dispostas em espiral criar e assim provar que a suposição estava correta. Este arranjo em espiral das células aumenta significativamente a quantidade de sangue que é bombeada a cada batimento cardíaco. Este é um passo importante que nos aproxima do objetivo de construir um coração transplantável a partir do zero", diz o professor Kit Parker, um dos principais autores do estudo. Podemos ler os resultados nas páginas do Ciência ler.

 Fonte da imagem: Pixabay; Aqueles

A base para as conquistas atuais dos cientistas americanos foi lançada há 350 anos pelo inglês Richard Lower. O médico, cujos pacientes incluíam o rei Carlos II, foi o primeiro a notar e descrever no Tractatus de Corde que as fibras do músculo cardíaco estão dispostas em espiral. Ao longo dos séculos que se seguiram, os cientistas aprenderam mais e mais sobre isso Coração, mas estudar o arranjo espiral de suas células foi muito difícil. Em 1969, Edward Sallin, da Escola de Medicina da Universidade do Alabama, levantou a hipótese de que era o arranjo espiral das células que fazia o coração funcionar de forma tão eficiente. No entanto, não foi fácil testar essa hipótese, pois é muito difícil comparar corações com diferentes geometrias e matrizes de fibra construir.
Nosso objetivo era construir um modelo que nos permitisse testar a hipótese de Sallin e estudar o significado da estrutura da fibra espiral", explica John Zimmerman da SEAS.

Os pesquisadores desenvolveram um método chamado Focused Rotary Jet Spinning (FRJS). O dispositivo funciona de forma semelhante a uma máquina de algodão doce. O liquido Biopolímero no tanque sai por uma pequena abertura e é forças centrífugas, que atuam no tanque rotativo, são empurrados para fora. Depois de sair do tanque, o solvente evapora do biopolímero e o material endurece em fibras. Um fluxo de ar precisamente controlado, por sua vez, traz o fibras na forma certa. Ao manipular este raio, é possível dar às fibras a estrutura correta que mimetiza a das fibras musculares cardíacas. Com o FRJS, podemos replicar com precisão estruturas complexas criando estruturas de uma e até quatro câmaras, acrescenta Hubin Chang.

Depois que as estruturas apropriadas foram tecidas dessa maneira, os pesquisadores trouxeram células do músculo cardíaco de rato ou cardiomiócitos obtiveram células-tronco humanas em tal andaime. Uma semana depois, o scaffold foi coberto com múltiplas camadas de células cardíacas contráteis e diastólicas dispostas da mesma forma que as fibras do biopolímero.
Os pesquisadores criaram dois arquiteturas de células cardíacas. Um com fibras dispostas em espiral, o outro com fibras dispostas em círculo. Então eles os compararam deformação da câmara, a velocidade de transmissão de sinais elétricos e a quantidade de sangue expelida durante a contração. A câmara com fibras dispostas radialmente mostrou-se superior à câmara com disposição circular em todos os aspectos testados.

Além disso, os cientistas mostraram que seu método pode ser ampliado não apenas para o tamanho de um coração humano, mas até para o tamanho de um coração de baleia minke. Eles não fizeram nenhum teste em modelos maiores porque isso está usando bilhões de cardiomiócitos teria exigido.