צעד חשוב נעשה בהרווארד לייצר לבבות אנושיים להשתלה

דאס לב אינו מסוגל להתחדש לאחר נזק. לכן, המאמצים של מומחי הנדסת רקמות המנסים לפתח טכניקות להתחדשות של שריר הלב להתפתח ובעתיד ליצור לב שלם מאפס יש חשיבות רבה לקרדיולוגיה ולניתוחי לב. עם זאת, זוהי משימה קשה, שכן יש לעצב מבנים ייחודיים, ובעיקר את הסידור הספירלי של התאים. זה זמן רב נחשד שסוג זה של ארגון תאים נחוץ כדי לשאוב כמויות גדולות מספיק של דם.


מהנדסי ביו מבית הספר להנדסה ולמדעים שימושיים בהרווארד ג'ון א. פולסון הצליחו ליצור את המודל הביו-היברידי הראשון של תא לב אנושי תאי לב מסודרים בצורה ספירלית ליצור ובכך להוכיח שההנחה הייתה נכונה. סידור ספירלה זה של התאים מגדיל באופן משמעותי את כמות הדם הנשאבת עם כל פעימת לב. זהו צעד חשוב שמקרב אותנו אל המטרה של בניית לב מושתל מאפס", אומרת פרופסור קיט פרקר, אחת הכותבות הראשיות של המחקר. את התוצאות נוכל לקרוא בעמודי מדע לקרוא.

 מקור תמונה: Pixabay; אלה

הבסיס להישגים של היום של מדענים אמריקאים הונח לפני 350 שנה על ידי האנגלי ריצ'רד לואר. הרופא, שכלל מטופליו המלך צ'ארלס השני, היה הראשון שהבחין ותאר ב- Tractatus de Corde שסיבי שריר הלב מסודרים בספירלה. במהלך המאות שלאחר מכן, מדענים למדו על זה יותר ויותר לב, אבל לימוד הסידור הספירלי של התאים שלו היה קשה מאוד. בשנת 1969, אדוארד סאלין מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת אלבמה שיער שהסידור הספירלי של התאים הוא שגרם ללב לעבוד בצורה כה יעילה. עם זאת, לא היה קל לבדוק השערה זו מכיוון שקשה מאוד להשוות לבבות עם שונים גיאומטריות und מערכי סיבים לבנות.
המטרה שלנו הייתה לבנות מודל שיאפשר לנו לבחון את ההשערה של Sallin וללמוד את המשמעות של מבנה הסיבים הספירליים", מסביר ג'ון צימרמן מ-SEAS.

חוקרים פיתחו שיטה בשם Focused Rotary Jet Spinning (FRJS). המכשיר פועל בדומה למכונת צמר גפן מתוק. הנוזל ביופולימר במיכל יוצא דרך פתח קטן והוא כוחות צנטריפוגליים, הפועלים על הטנק המסתובב, נדחפים כלפי חוץ. לאחר היציאה מהמיכל, הממס מתאדה מהביופולימר והחומר מתקשה לסיבים. זרימת אוויר מבוקרת במדויק, בתורה, מביאה את סיבים לצורה הנכונה. על ידי מניפולציה של קרן זו, ניתן לתת לסיבים את המבנה הנכון המחקה את זה של סיבי שריר הלב. עם FRJS, אנו יכולים לשכפל במדויק מבנים מורכבים על ידי יצירת מבנים חד- ואפילו ארבעה חדרים, מוסיף Hubin Chang.

לאחר שהמבנים המתאימים נרקמו בדרך זו, החוקרים הוציאו תאי שריר לב חולדה או קרדיומיוציטים השיג תאי גזע אנושיים על פיגום כזה. שבוע לאחר מכן, הפיגום היה מכוסה בשכבות מרובות של תאי לב מתכווצים ודיאסטוליים המסודרים באותו אופן כמו סיבי הביופולימר.
החוקרים יצרו שניים ארכיטקטורות של תאי לב. אחד עם סיבים מסודרים בספירלה, השני עם סיבים מסודרים במעגל. אחר כך השוו ביניהם דפורמציה של החדר, מהירות העברת האותות החשמליים וכמות הדם הנפלטת במהלך התכווצות. התא עם סיבים מסודרים רדיאלית נמצא עדיף על החדר בעל סידור מעגלי בכל ההיבטים שנבדקו.

בנוסף, המדענים הראו שניתן להגדיל את השיטה שלהם לא רק לגודל של לב אנושי, אלא אפילו לגודל של לווייתן מינק. הם לא עשו שום בדיקה על דגמים גדולים יותר כי זה משתמש במיליארדי קרדיומיוציטים היה דורש.