Les scientifiques produisent le modèle humain miniature de coeur dans le laboratoire

By Angela Betsaida B. Laguipo, BSNAug 19 2020

les troubles liés cardiovasculaire sont un problème de santé global significatif. La maladie cardio-vasculaire (CVD) est la principale cause du décès dans les pays développés, représentant un tiers du taux de mortalité seuls aux Etats-Unis. En même temps, les anomalies cardiaques congénitales (CHD) affectent moins de 1 pour cent de nouveaux-nés, lui effectuant les invalidités congénitales les plus courantes chez l'homme.

Étude : Rétablissement de coeur Organoids modélisant le développement cardiaque humain précoce dans des conditions définies. Crédit d'image : Université de l'Etat d'État du Michigan

L'étude des troubles cardiovasculaires est un problème courant parmi des scientifiques, mais maintenant, une équipe de recherche d'université de l'Etat d'État du Michigan a produit un modèle humain miniature de coeur dans le laboratoire. Pour la première fois dans l'histoire, ce mode est complet avec tous les types primaires de cellules de coeur et une structure de fonctionnement des chambres et de tissu vasculaire.

« Ici, nous enregistrons le modèle organoid in vitro le plus fidèle du développement cardiovasculaire humain jusqu'à présent utilisant les cellules souche pluripotent humaines (hPSCs). Notre protocole est reproductibilité élevée très efficace, évolutive, d'expositions, et est compatible avec des approches de haut-débit, » les chercheurs a écrit dans le papier.

Les scientifiques croient que leur modèle peut leur permettre d'étudier toutes sortes de troubles cardiaques plus exactement qu'avant.

Apparaissant sur le bioRxiv* de serveur de prétirage, l'étude a été financée par des concessions de l'association américaine de coeur et des instituts de la santé nationaux.

Organoids humains de coeur (hHO)

La recherche sur des cellules souche et la biologie du développement a permis pour élever des petits morceaux de tissu dans les organoids appelés de laboratoire. Organoids ressemblent attentivement à beaucoup d'organes, du foie et du cerveau aux reins.

L'obtention du tissu humain étudier est difficile à obtenir, mais les organoids fournissent à des scientifiques des solutions de rechange neuves pour étudier les organes humains et la maladie. Ils peuvent employer des organoids pour étudier les interactions complexes des cellules, qui n'est pas possible avec d'autres modèles expérimentaux.

Les organoids humains de coeur (hHOs) sont de mini coeurs qui constituent les modèles puissants pour étudier toutes sortes de troubles cardiaques. Les hHOs ont été produits par un cadre nouveau de cellule souche qui est basé sur les environnements de développement embryonnaires et foetaux.

« Ce procédé permet aux cellules souche de se développer, fondamentalement comme elles dans un embryon, en cellule variée tape et des structures actuelles au coeur. Nous donnons aux cellules les directives, et elles savent ce qu'elles doivent faire quand toutes les conditions appropriées sont remplies, » Aitor Aguirre, l'auteur supérieur de l'étude et le professeur adjoint du génie biomédical à l'institut de MSU pour le scientifique et technique quantitatif de santé, a dit.

Ces organoids auto-montent les éléments 3D qui les propriétés et les structures imitatrices d'organe, permettant à des scientifiques d'étudier des cardiopathies plus efficacement et plus exactement au niveau cellulaire.

« Les hHOs permettent l'interaction évoluée des tissus cardiaques distincts pour la première fois et manifestent les caractères indicateurs matériels et topographiques biologiquement appropriés 3D qui ressemblent attentivement au coeur foetal humain. Notre modèle constitue un outil nouvel puissant pour la découverte et les études de translation dans le développement et la maladie cardiaques humains, » l'équipe ont écrit dans le papier.

Analyse en temps réel et observation

De plus, puisque les organoids ont développé le développement embryonnaire cardiaque naturel suivant, les chercheurs pouvaient étudier l'accroissement naturel d'un coeur humain foetal réel en temps réel. Ceci leur permet d'apprendre plus au sujet de la structure et du fonctionnement du coeur.

Une des barrières remarquées par des scientifiques en étudiant des anomalies cardiaques congénitales est accès à un coeur se développant. Dans le passé, ils étudient le développement foetal de coeur avec l'utilisation des modèles animaux ou foetal donné reste. Maintenant, un mini coeur qu'ils peuvent observer dès le début de son développement, il peut fournir à plus d'informations exactes sur la façon dont les anomalies cardiaques congénitales apparaissent.

« Maintenant, nous pouvons avoir le meilleur des mondes, un modèle humain précis pour étudier ces maladies - un coeur humain minuscule - sans employer matériel foetal ou violer des principes éthiques. Ceci constitue un pas en avant grand, » Aguirre a dit.

« Dans le laboratoire, nous employons actuel des organoids de coeur pour modéliser la cardiopathie congénitale - l'invalidité congénitale la plus courante chez l'homme affectant presque 1% de la population nouveau-née. Avec nos organoids de coeur, nous pouvons étudier l'origine de la cardiopathie congénitale et trouver des moyens de l'arrêter, » il a ajouté.

Plans futurs

Pour l'équipe de recherche, l'étude est juste la première des nombreuses expériences qu'ils effectueront. Tandis que leur modèle est complexe, il est loin d'être parfait. L'équipe planification sur améliorer l'organoid pour fournir une meilleure version pour la futurs recherche et usage.

L'équipe a dit que le mini coeur n'est pas aussi parfait que le coeur humain, mais ils travaillent à lui. En outre, l'équipe espère une large gamme de possibilités d'application des coeurs miniatures, leur permettant d'étudier d'autres maladies liées cardiovasculaire, y compris le cardiotoxicity chimiothérapie-induit et les effets du diabète sur le coeur foetal se développant pendant la grossesse.

Avis *Important

le bioRxiv publie les états scientifiques préliminaires qui pair-ne sont pas observés et ne devraient pas, en conséquence, être considérés comme concluants, guident la pratique clinique/comportement relatif à la santé, ou traité en tant qu'information déterminée.