A kísérletek első fázisában az úgynevezett emberi organoid szív (hNO) előállítása során felnőtték bőréből vagy vörösvértestjeiből vettek mintákat, melyeket aztán átprogramoztak pluripotens őssejtekké (IPSC), amiket később tetszésük szerint átalakíthatnak másmilyen sejtekké attól függően, hogy éppen mi a céljuk vele. (Az őssejteket kizárólag az alanyok beleegyezésével nyerik ki, így a procedúra nem vet fel etikai aggályokat.) "Az organoidok, azaz a szervek másolatai önszervezedő 3D-s sejtszerkezetek, amelyek jelentős mértékben képesek lemásolni az eredetiek felépítését, illetve működési mechanizmusát." - magyarázza Yonatan izraeli, az Aguirre Lab végzős hallgatója, a tanulmány társszerzője. "Ez a folyamat lehetővé teszi, hogy az őssejtek - alapvetően úgy, mint az embrióban - fejlődjenek a szívben lévő különféle sejttípusok és struktúrák szerint" - teszi hozzá Aguirre.

"Mi utasításokat adunk a sejteknek, azok pedig tudják, mit kell tenniük, ha minden feltétel adott ehhez."

Mivel az organoidok a természetes szív embrionális fejlődési folyamatát követik, a kutatók valós időben vizsgálhatták a mesterséges emberi szív növekedését. Ez a technológia viszonylag egyszerűen lehetővé teszi számos hHO létrehozását ellentétben a jelenleg alkalmazott szövettechnikai megközelítésekkel, amelyek drágák, munkaigényesek és nehezen mérhetők. A szakemberek korábban már képesek voltak megalkotni vesék, májak, tüdők és erek, sőt még az agy parányi változatait is, ám szívet most először sikerült létrehozniuk ilyen speciális szövetekből.

A szív fejlődésének kutatásánál a legnagyobb problémát az etikai elvek megsértése jelenti, mivel a kutatók csak az úgynevezett emlős-modellek alkalmazására, az adományozott magzati maradványokra, valamint az in vitro sejtkutatásokra támaszkodhattak. Ezektől viszont nem várhattak olyan pontos képet, mint amit a működő, parányi emberi szív nyújthat. "Laboratóriumunkban jelenleg a szív organoidjait használjuk a CHD, azaz a veleszületett szívbetegségek modellezésére - az USA-ban ez az egyik leggyakoribb születési rendellenesség, amely az újszülötteknek csaknem egy százalékát érinti" - mondja Aguirre.

"Szív-organoidjainkkal megvizsgálhatjuk a veleszületett szívbetegség eredetét és megtalálhatjuk a módját annak megállítására."

Bár még további tesztek és fejlesztések várnak a laboratóriumi szívre, hogy valóban tökéletes mása lehessen az emberi szervnek, a csapat azonban még így is sikerrel használhatja eljárását például a veleszületett szívbetegségek gyógyítására és a szívgyógyszerek etikus tesztelési, illetve kezelési procedúráinak kidolgozására.

(Fotó: Needpix)