حمله قلبی در یک ظرف: یک مدل 3D

در آمریکا کسی حمله قلبی هر 40 ثانیه و در عین حال محققان تا به حال یک مدل است که به طور کامل شبیه آنچه رخ می دهد در قلب انسان پس از یک حمله قلبی.

یک تیم از محققان در دانشگاه پزشکی کارولینای جنوبی (MUSC) و دانشگاه کلمسون به تازگی گزارش شده در مقاله ای در طبیعت مهندسی پزشکی که آنها را توسعه داده اند, انسان, قلبی organoids کمتر از 1 میلیمتر در قطر که از نزدیک شبیه به شرایط فیزیولوژیکی است که رخ می دهد در طول یک حمله قلبی.

این تیم به رهبری bioengineer یانگ مه دکتری که دارای یک مشترک و موقعیت علمی در MUSC و دانشگاه کلمسون. او بخشی از MUSC Clemson مهندسی زیستی برنامه که مکان Clemson bioengineers و مهندسی زیستی دانشجویان دکترا در MUSC پردیس به طوری که آنها می توانند ارتباط برقرار کردن با پزشکان نیاز به راه حل های مهندسی. در این مقاله نویسنده سرب, Dylan ریچاردز دکتری توسط فارغ التحصیل از برنامه مشترک.

"ما اساسا قادر به نگاهی که 3D پیچیده طبیعت از یک حمله قلبی و سپس کوچک آن را به یک microtissue مدل" گفت: ریچاردز.

Organoids سه بعدی چند سلولی بافت ها هستند که کمتر از 1 میلیمتر در قطر. این organoids یا microtissues عملکرد خود را اندازه گرفت. در این صورت قلب organoids در واقع ضرب و شتم و قرارداد به عنوان قلب انسان می کند. این مدل با استفاده از ناشی از سلول های بنیادی پرتوان تقریبا مانند "پدر و مادر سلول" است که تقسیم و به انواع مختلفی از سلول های قلب است که ارتباط برقرار کردن و خود جمع آوری به شکل organoid.

به طور سنتی, زیست شناسان با استفاده از سلول ها در یک ظرف و یا مدل های حیوانی مانند موش یا موش به مدل بیماری که مورد مطالعه قرار گرفت. این روش خاص خود را دارند معایب که organoid مدل غلبه بر.

سلول ها در یک ظرف بزرگ برای یادگیری همه چیز در سطح سلولی, اما آن است که بسیار غیر طبیعی سلول برای رشد در ابعاد دو در یک سطح صاف.

مدل های حیوانی بسیار مفید در نظر گرفتن گام های بعدی به سمت recapitulating چه اتفاقی می افتد در بدن انسان, اما organoids به خصوص کسانی که برای قلب, نزدیک به بازآفرینی آنچه رخ می دهد در انسان است.

"دل موش و موش ضرب و شتم پنج تا 10 برابر سریع تر از کسانی که از انسان" ریچاردز توضیح داد. "چگونه این مکانیسم کار جسمی -بخش الکتروفیزیولوژی و عمل پمپاژ - فقط متفاوت به دلیل مقیاس."

در مقابل قلبی organoid بازسازی یک انسان نسخه ای از قلب و شباهت بافت اختلال طول می کشد که پس از کمبود اکسیژن ناشی از یک حمله قلبی. به دلیل آن است که بسیار دشوار است برای به دست آوردن یک نمونه بلافاصله پس از حمله قلبی رخ می دهد بیشتر از آنچه ما می دانیم در مورد حملات قلبی می آید از مشاهدات طولانی پس از اولیه کمبود اکسیژن. این organoid مدل پر کردن این شکاف را قادر می سازد تجسم بلافاصله پس از محرومیت از اکسیژن.

"این می تواند کمک به ما برای درک بهتر چگونه سلول های پاسخ در کوتاه مدت و به نوبه خود چگونه است که باعث می شود راه برای طولانی مدت آسیب گفت:" ریچاردز از organoid مدل.

این مدل همچنین قادر می سازد محققان برای آزمایش این که آیا قلب داروهای بهبود حمله قلبی نتایج.

"این می تواند به ما کمک کند تعیین کند که آیا یک داروی موثر در جلوگیری از برخی از این خسارت و یا جلوگیری از یک مخل پاسخ به اکسیژن کمبود" توضیح ریچاردز.

این مدل همچنین می تواند ارائه یک راه برای تست اینکه آیا یک دارو است که امن در یک قلب سالم نیز امن در یک بیمار یک. چنین اطلاعاتی می تواند راهنمای پزشکان در تجویز داروهای مناسب تر در بیمارانی که موجود قلبی, در زمان حمله قلبی است.

در این مدل فراهم می کند محققان با درک درستی از وقایع اوایل از یک حمله قلبی است که آنها را به حال قبل از. اما مه در نظر دارد تا مدل حتی بهتر از جمله سلول های ایمنی. سلول های ایمنی مسئول تمیز کردن هر سلول های مرده ناشی از حمله قلبی, اما با انجام آنها می توانید تعیین کنید که چگونه سلول های ایمنی نقش مهمی در بازسازی بافت قلب پس از آسیب از کمبود اکسیژن. این مه آزمایشگاه می خواهم به مطالعه چگونه آنها این کار را به امید جلوگیری از مرگ آسیب دیده اما هنوز هم مناطق زندگی قلب است.

مه نیز به بررسی اثرات بیماران ژنتیک در نتایج خود را. آزمایشگاه او در حال حاضر در حال کار بر روی ایجاد organoids از سلول های بیماران مبتلا به متنوع نتایج. کسانی که organoids پس از آن می تواند مورد استفاده قرار گیرد برای کمک به ما برای درک بیشتر به طور کامل چگونه یک بیمار خاص ژنتیکی مشخصات او تاثیر می گذارد و یا خود را بازیابی.

"ما نه آنهایی که برای اولین بار میخواهم به تلفن همراه و یا حتی بافت سطح پاسخ. من می خواهم استدلال می کنند که ما اول آنهایی که میخواهم ارگان سطح پاسخ گفت:" مه.

توجه ویژه: مه ریچاردز و نویسندگان می خواهم به اختصاص این کار به دوست عزیز و همکاری نویسنده کریگ Beeson, Ph. D., که از دست داده بود به سرطان قبل از انتشار مقاله خود را.

###

تاسیس در سال 1824 در چارلستون MUSC قدیمی ترین دانشکده پزشکی در جنوب و همچنین به عنوان دولت تنها مجتمع علمی مرکز علوم بهداشت با منحصر به فرد اتهام به خدمت دولت از طریق آموزش و پرورش, تحقیقات و مراقبت از بیمار است. هر سال MUSC آموزش و قطار بیش از 3000 دانش آموز و 800 ساکنان در شش دانشکده: دندانپزشکی, پزشکی, تحصیلات تکمیلی, بهداشت حرفه ای, پزشکی, پرستاری و داروسازی. دولت رهبر در به دست آوردن تحقیقات پزشکی بودجه در سال مالی 2019 MUSC مجموعه جدید بالا آوردن در بیش از $284 میلیون است. برای کسب اطلاعات در برنامه های آموزشی بازدید http://musc.edu.

به عنوان بالینی نظام سلامت از دانشگاه پزشکی کارولینای جنوبی, MUSC بهداشت و درمان اختصاص داده شده به ارائه بالاترین کیفیت مراقبت از بیمار در دسترس در حالی که آموزش نسل صالح و مهربان ارائه دهندگان مراقبت های بهداشتی برای خدمت به مردم کارولینای جنوبی و فراتر از آن. متشکل از برخی از 1600 تخت بیش از 100 توسعه سایت MUSC دانشکده پزشکی پزشکان عمل برنامه ریزی و تقریبا 275 telehealth مکان MUSC بهداشت صاحب و عمل هشت بیمارستان واقع در چارلستون چستر فلورانس لنکستر و ماریون شهرستانهای استان است. در سال 2019 برای پنجمین سال متوالی, U. s. اخبار & گزارش جهانی به نام MUSC بهداشت شماره 1 بیمارستان در کارولینای جنوبی است. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد بالینی بیمار خدمات بازدید http://muschealth.org.

MUSC و وابسته به آن جمعی بودجه سالانه از 3.2 میلیارد دلار. بیش از 17,000 MUSC اعضای تیم عبارتند از: جهان-کلاس هیات علمی و پزشکان و تخصص ارائه دهندگان و دانشمندان که تحویل پیشگامانه آموزش و پرورش, تحقیقات و فن آوری و مراقبت از بیمار است.