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Gli scienziati creano il modello umano miniatura del cuore in laboratorio

i disordini in relazione con cardiovascolare sono un problema sanitario globale significativo. La malattia cardiovascolare (CVD) è la causa della morte principale in paesi sviluppati, rappresentanti un terzo del tasso di mortalità negli Stati Uniti da solo. Allo stesso tempo, i difetti congeniti del cuore (CHD) pregiudicano meno di 1 per cento dei neonati, rendentegli le inabilità congenite più comuni in esseri umani.

Lo studio dei disordini cardiovascolari è un problema comune fra gli scienziati, ma ora, un gruppo dei ricercatori dalla Michigan State University ha creato un modello umano miniatura del cuore in laboratorio. Per la prima volta in cronologia, questo modo è completo con tutti i tipi primari delle cellule del cuore e una struttura di funzionamento di camere e di tessuti vascolari.

“Qui, riferiamo il modello organoid in vitro più fedele dello sviluppo cardiovascolare umano fin qui facendo uso delle cellule staminali pluripotent umane (hPSCs). Il nostro protocollo è la riproducibilità altamente efficiente, evolutiva, di manifestazioni alta ed è compatibile con gli approcci di alto-capacità di lavorazione,„ i ricercatori ha scritto nel documento.

Gli scienziati ritengono che il loro modello possa permettere loro di studiare esattamente tutti i tipi di disordini cardiaci di prima.

Comparendo sul bioRxiv* del " server " della pubblicazione preliminare, lo studio è stato costituito un fondo per dalle concessioni dall'associazione americana del cuore e dagli istituti della sanità nazionali.

Organoids umani del cuore (hHO)

La ricerca sulle cellule staminali e sulla biologia dello sviluppo ha permesso di coltivare i piccoli pezzi di tessuto in laboratorio chiamato organoids. Organoids somiglia molto attentamente a molti organi, dal fegato e dal cervello ai reni.

Convincere il tessuto umano a studiare è difficile da verificarsi, ma i organoids forniscono agli scienziati le nuove alternative per studiare gli organi umani e la malattia. Possono usare i organoids per studiare le interazioni complesse delle celle, che non è possibile con altri modelli sperimentali.

I organoids umani del cuore (hHOs) sono mini cuori che costituiscono i modelli potenti per studiare tutti i tipi di disordini cardiaci. I hHOs sono stati creati da una struttura novella della cellula staminale che è basata sugli ambienti inerenti allo sviluppo embrionali e fetali.

“Questo trattamento permette che le cellule staminali si sviluppino, basicamente come in un embrione, nella varia cella digita e strutture presenti nel cuore. Diamo alle celle le istruzioni e conoscono che cosa devono fare quando tutte le circostanze appropriate sono riempite,„ Aitor Aguirre, l'autore senior dello studio e l'assistente universitario di assistenza tecnica biomedica all'istituto di MSU per scienza quantitativa di salubrità e di assistenza tecnica, ha detto.

Questi organoids auto-stanno montando le costruzioni 3D che beni e strutture mimici dell'organo, permettendo che gli scienziati studino più efficientemente e più esattamente le malattie di cuore al livello cellulare.

“I hHOs permettono per la prima volta l'interazione più di ordine alto dei tessuti distinti del cuore e video le indicazioni fisiche e topografiche biologicamente pertinenti 3D che somigliano molto attentamente al cuore fetale umano. Il nostro modello costituisce uno strumento novello potente per la scoperta e gli studi di traduzione nello sviluppo e nella malattia cardiaci umani,„ il gruppo hanno scritto nel documento.

Analisi ed osservazione in tempo reale

Più ulteriormente, poiché i organoids hanno sviluppato lo sviluppo embrionale cardiaco naturale seguente, i ricercatori potevano studiare la crescita naturale di un cuore umano fetale reale in tempo reale. Ciò li permette di imparare più circa la struttura e la funzione del cuore.

Una delle transenne sperimentate dagli scienziati nello studio dei difetti congeniti del cuore è accesso ad un cuore di sviluppo. Nel passato, studiano lo sviluppo fetale del cuore con l'uso dei modelli animali o fetale donato rimane. Ora, un mini cuore che possono osservare dall'inizio del suo sviluppo, può fornire più informazione esatta su come i difetti congeniti del cuore emergono.

“Ora, possiamo avere il meglio di entrambi i mondi, un modello umano preciso per studiare queste malattie - un cuore umano minuscolo - senza usando il materiale fetale o violare i principi etici. Ciò costituisce un grande passo avanti,„ Aguirre ha detto.

“In laboratorio, corrente stiamo usando i organoids del cuore per modellare la malattia di cuore congenita - l'inabilità congenita più comune in esseri umani che pregiudicano quasi 1% della popolazione neonata. Con i nostri organoids del cuore, possiamo studiare l'origine della malattia di cuore congenita e trovare i modi fermarla,„ ha aggiunto.

Progetti per il futuro

Per il gruppo di ricerca, lo studio è appena il primo dei molti esperimenti che faranno. Mentre il loro modello è complesso, è lungi dall'essere perfetto. Il gruppo pianificazione sul miglioramento del organoid per fornire una migliore versione per la ricerca e l'uso futuri.

Il gruppo ha detto che il mini cuore non è perfetto quanto il cuore umano, ma stanno lavorando. Inoltre, il gruppo spera per una vasta gamma di applicabilità dei cuori miniatura, permettendo loro di studiare altre malattie in relazione con cardiovascolare, compreso dalla la cardiotossicità indotta da chemioterapia e gli effetti del diabete sul cuore fetale di sviluppo durante la gravidanza.

Avviso *Important

il bioRxiv pubblica i rapporti scientifici preliminari che pari-non sono esaminati e, pertanto, non dovrebbero essere considerati conclusivi, guida la pratica clinica/comportamento correlato con la salute, o trattato come informazioni stabilite.

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Angela Betsaida B. Laguipo

Written by

Angela Betsaida B. Laguipo

Angela is a nurse by profession and a writer by heart. She graduated with honors (Cum Laude) for her Bachelor of Nursing degree at the University of Baguio, Philippines. She is currently completing her Master's Degree where she specialized in Maternal and Child Nursing and worked as a clinical instructor and educator in the School of Nursing at the University of Baguio.

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