Avertissement : Cette page est une traduction automatique de cette page à l'origine en anglais. Veuillez noter puisque les traductions sont générées par des machines, pas tous les traduction sera parfaite. Ce site Web et ses pages Web sont destinés à être lus en anglais. Toute traduction de ce site et de ses pages Web peut être imprécis et inexacte, en tout ou en partie. Cette traduction est fournie dans une pratique.

Organoids cardiaques humains pour modéliser des conditions physiologiques pendant une crise cardiaque

Aux États-Unis, quelqu'un a une crise cardiaque toutes les 40 secondes, mais les chercheurs n'ont pas eu un modèle ce imite entièrement ce qui se produit au coeur humain après une crise cardiaque.

Une équipe des chercheurs à l'université médicale de la Caroline du Sud (MUSC) et de l'université de Clemson récent rapportée dans un article en génie biomédical de nature qu'ils ont développé les organoids cardiaques humains moins de 1 mm de diamètre qui ressemblent attentivement aux conditions physiologiques qui se produisent pendant une crise cardiaque.

L'équipe a été aboutie par le bioengineer Ying Mei, le Ph.D., qui retient une position commune de corps enseignant à MUSC et à université de Clemson. Il fait partie du programme de bio-ingénierie de MUSC Clemson, qui met des bioengineers de Clemson et des étudiants au doctorat de bio-ingénierie sur le campus de MUSC de sorte qu'ils puissent agir l'un sur l'autre avec des cliniciens nécessitant des solutions de bureau d'études. L'auteur important de l'article, Dylan Richards, Ph.D., est un diplômé du programme commun.

Nous pouvions essentiellement prendre que la nature 3D complexe d'une crise cardiaque et la réduisent alors dans un modèle de microtissue. »

Dylan Richards, Ph.D., auteur important

Organoids sont des tissus multicellulaires en trois dimensions qui sont moins de 1 mm de diamètre. Ces organoids, ou microtissues, fonctionnement aiment leurs homologues normales. Dans ce cas, les organoids de coeur réellement battent et se contractent comme le fait le coeur humain. Ce modèle emploie les cellules souche pluripotent induites, presque comme des « cellules de parent, » cette ligne de partage et mûrit dans plusieurs types de cellules de coeur qu'interactif et auto-montez pour former l'organoid.

Traditionnellement, les biologistes emploient des cellules dans une assiette ou des modèles animaux, tels que des souris ou des rats, pour modéliser les maladies étant étudiées. Ces méthodes ont leurs propres désavantages que le modèle organoid surmonte.

Les cellules dans une assiette sont grandes pour apprendre des choses au niveau cellulaire, mais il est très artificiel que les cellules se développent dans deux cotes sur une surface plane.

Les modèles animaux sont très utiles en prenant les prochaines mesures vers récapituler ce qui se produit au corps humain, mais les organoids, particulièrement ceux pour le coeur, sont les plus proches de recréer ce qui se produit chez l'homme.

« Les coeurs des rats et des souris ont battu cinq à 10 fois plus rapidement que ceux des êtres humains, » Richards ont expliqué. « Comment ces mécanismes fonctionnent matériel - l'électrophysiologie et le pompage - est simplement différent à cause de l'écaille. »

En revanche, l'organoid cardiaque recrée une version humaine du coeur et ressemble attentivement au dysfonctionnement de tissu qui a lieu après le manque de l'oxygène provoqué par une crise cardiaque. Puisqu'il est très difficile d'obtenir un échantillon juste après qu'une crise cardiaque se produit, les la plupart de ce que nous connaissons des crises cardiaques viennent des observations rendues longues après le manque initial de l'oxygène. Le modèle organoid comble cette lacune, activant la visualisation juste après la privation de l'oxygène.

« Ceci peut nous aider à comprendre mieux comment les cellules répondent à court terme et, à leur tour, comment cela effectue la voie pour les dégâts à long terme, » a dit Richards du modèle organoid.

Ce modèle permet également à des chercheurs de vérifier si les médicaments de coeur améliorent des résultats de crise cardiaque.

« Il pourrait nous aider à déterminer si un médicament est efficace à éviter certains de ces dégâts ou à éviter une réaction nuisible à un manque de l'oxygène, » a expliqué Richards.

Le modèle pourrait également fournir une voie de vérifier si un médicament qui est sûr à un coeur sain est également sûr dans malade. Une telle information pourrait guider des médecins en médicaments de prescription plus convenablement dans les patients qui ont eu des états cardiaques de préexistence au moment de la crise cardiaque.

En bref, le modèle fournit à des chercheurs une compréhension des événements précoces d'une crise cardiaque qu'ils n'ont pas eue avant. Mais Mei a l'intention de rendre le modèle encore meilleur en incluant des cellules immunitaires. Les cellules immunitaires sont responsables de nettoyer toutes les cellules mortes provoquées par la crise cardiaque, mais ce faisant, elles peuvent déterminer comment les cellules immunitaires jouent un rôle dans la restructuration du tissu cardiaque après les dégâts d'un manque de l'oxygène. Le laboratoire de Mei voudrait étudier comment elles font ainsi dans l'espoir d'éviter la mort d'endommagé mais toujours des salons du coeur.

Mei voudrait également examiner les effets de la génétique des patients sur leurs résultats. Son laboratoire travaille actuel à produire des organoids des cellules des patients avec de divers résultats. Ces organoids peuvent alors être employés pour nous aider à comprendre plus entièrement comment le profil génétique spécifique d'un patient affecte sa guérison.

« Nous ne sommes pas premiers pour récapituler la réaction cellulaire ou même de niveau du tissu. Je discuterais, cependant, que nous sommes premiers pour récapituler la réaction niveau de l'organe, » a dit Mei.

Source:
Journal reference:

Richards, D.J., et al. (2020) Human cardiac organoids for the modelling of myocardial infarction and drug cardiotoxicity. Nature Biomedical Engineering. doi.org/10.1038/s41551-020-0539-4.