Ученые создали чип, который имитирует работу человеческого сердца

Моделирование миниатюрных версий человеческих органов в лаборатории — это новый инструмент в медицинских исследованиях. Ученые разработали новую модель «сердца на чипе», которую теперь можно использовать в экспериментах.

Команда разработчиков чипа из Медицинского центра Седарс-Синай в Лос-Анджелесе утверждает, что он будет играть важную роль в тестировании безопасности противораковых препаратов. Известно, что некоторые из них несут риск повреждения сердца в процессе борьбы с раковыми клетками.

Главные преимущества новой сердечной микросхемы — зрелость клеток, полученных из человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, и способность сокращаться с частотой около 60 ударов в минуту, что близко к работе настоящего человеческого сердца.

«В конечном счёте, многолинейные системы на основе hiPSC, такие как представленный здесь сердечный чип, могут уменьшить зависимость от животных моделей, которые традиционно используются для доклинических испытаний кардиотоксичности лекарств»— отмечают исследователи в своей работе.

Чип изготовлен из гибкого силиконового материала под названием полидиметилсилоксан или PDMS. Важной особенностью дизайна чипа являются два параллельных канала, которые позволяют размещать клетки сердца (кардиомиоциты) и клетки сосудов (эндотелиальные клетки) отдельно, но достаточно близко, чтобы они могли взаимодействовать.

Моделируя поток крови и механические движения сердца в ответ на определённые лекарственные препараты, учёные могут предсказать потенциальные токсические проблемы, которые могут вызвать аритмию или гибель мышечных клеток.

«Платформа сердце-на-чипе, которую мы разработали, позволяет проводить скрининг потенциально кардиотоксичных химиотерапевтических агентов на нескольких типах сердечно-сосудистых клеток в физиологически-релевантной модели», - отмечают авторы исследования.

Сердечный чип сохранял работоспособность на протяжении нескольких недель, что открывает перспективы для долгосрочных исследований влияния лекарств и других факторов на сердце.

Статья об исследовании опубликована в журнале The Royal Society of Chemistry's Lab on a Chip.