Биохибридна риба, задвижвана от биещи човешки сърдечни клетки, плува в продължение на 100 дни

Сподели

Изследователи от Харвард и университета Емори са създали биохибридна риба от човешки сърдечни мускулни клетки, която може да плува автономно месеци наред, докато клетките бият. Проектът е странна стъпка по пътя към евентуално отглеждане на нови функциониращи сърца за трансплантация.

Това не е първият робот, който този екип е създал от сърдечни клетки. Преди няколко години те направиха скат от сърдечни клетки на плъхове, които могат да бъдат управлявани с импулси от светлина. Но за тази нова те надстроиха до клетки на сърдечния мускул, получени от човешки стволови клетки, и създадоха рибен робот, който може да плува сам.

Номерът е, че тази биохибридна риба има слой от сърдечни клетки от всяка страна на опашната си перка, които се свиват и разтягат в редуващ се модел. Всеки път, когато мускулът се разтяга или свива, той отваря протеинов канал, който е чувствителен към движението, което задейства обратното движение, което следва. Възел, подобен на пейсмейкър, помага за поддържане на честотата и ритъма в правилната посока, създавайки непрекъсната затворена система, позволяваща на рибите да плуват наоколо със собствена сила в продължение на над 100 дни.

„Чрез използване на сърдечната механо-електрическа сигнализация между два мускулни слоя, ние пресъздадохме цикъла, при който всяка контракция се получава автоматично като отговор на разтягането от противоположната страна“, каза Кийл Йонг Лий, съавтор на изследването. “Резултатите подчертават ролята на механизмите за обратна връзка в мускулните помпи като сърцето.”

Всяко движение на опашката на биохибридната риба идва от два слоя сърдечни клетки, които бият в редуващи се модели

Майкъл Роснах, Кийл Йонг Лий, Сунг-Джин Парк, Кевин Кит Паркър

Екипът казва, че биохибридната риба всъщност се е подобрила през първия месец. С узряването на кардиомиоцитните клетки мускулната координация, амплитудата на свиване и скоростта на плуване на рибите се увеличават. В крайна сметка биохибридът успя да плува толкова бързо и ефективно, колкото жива риба зебра.

Но тази работа не е свързана с изграждането на по-добри роботи – става въпрос за по-подробно разбиране на сърцето, за да помогнем за изучаването на заболявания като аритмия и в крайна сметка дори да създадем по-добри заместители. Създаването на рибен робот може да изглежда като заобиколен начин за изследване на сърцето, но екипът казва, че това може да им даде уникална представа за това как точно работи органът.

„Нашата крайна цел е да изградим изкуствено сърце, което да замести деформирано сърце при дете“, каза Кит Паркър, старши автор на изследването. „По-голямата част от работата по изграждането на сърдечна тъкан или сърца, включително част от работата, която сме свършили, е фокусирана върху възпроизвеждането на анатомичните характеристики или възпроизвеждането на простото биене на сърцето в конструираните тъкани. Но тук ние черпим вдъхновение за дизайна от биофизиката на сърцето, което е по-трудно да се направи. Сега, вместо да използваме сърдечни изображения като план, ние идентифицираме ключовите биофизични принципи, които карат сърцето да работи, използваме ги като критерии за проектиране и ги възпроизвеждаме в система, жива, плуваща риба, където е много по-лесно да видим дали сме успешни.”

Изследването е публикувано в списанието наука. Биохибридната риба може да се види в действие във видеото по-долу.

Биохибридна риба, направена от човешки сърдечни клетки, плува като сърцето

Източник: Харвард



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели