Złożony z komórek mięśnia sercowego laboratoryjny model „heart-on-a-chip” pozwoli badać reakcję ludzkiego serca na działanie leków.
Fot. pixabay.com
Niemal połowa nowych leków musi być wycofywana z powodu toksycznego działania na serce. Przepisy nakazują, aby przed przeprowadzeniem badań na ludziach nowe leki były poddawane rygorystycznej ocenie pod względem bezpieczeństwa dla serca. Jednak przewidywanie, w jaki sposób tkanki zareagują na potencjalną toksyczność leków było trudne, ponieważ tradycyjne systemy in vitro i modele zwierzęce nie oddają w pełni fizjologii ludzkiego serca.
Ludzkie indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPSC) są bardzo obiecujące jako model żywej tkanki, jednak brakuje im istotnych fizjologicznych cech i odpowiedzi na leki obserwowanych w ludzkim mięśniu sercowym.
Nowy, trójwymiarowy model Cardiotype, składający się z żywych komórek serca wytworzonych z komórek macierzystych i zawieszonych na dwóch polimerowych żyłkach, opracowała firma TARA Biosystems, przy współpracy wielu firm farmaceutycznych i biotechnologicznych.
Jak wykazały badania, model pozwala stosunkowo szybko i tanio badać mechanizmy związane z chorobami serca oraz skuteczność i bezpieczeństwo leków stosowanych w niewydolności serca.
W przeciwieństwie do modeli opartych wyłącznie na iPSC, badacze mogą zmierzyć siłę, z jaką kurczą się tkanki Cardiotype, co lepiej odzwierciedla fizjologię ludzkiego serca. Możliwe jest zmierzenie, jak dobrze serce jest w stanie pompować krew. Dzięki iPSC pobranym od pacjentów platformę można wykorzystać do modelowania różnych chorób.
Podczas testów z wykorzystaniem szeregu leków kardioterapeutycznych i kardiotoksycznych model reagował zgodnie z oczekiwaniami, po raz pierwszy zareagował też "jak człowiek" na leki, których inne modele laboratoryjne nie wychwyciły. Naukowcy potwierdzili również odkrycia na poziomie molekularnym - leki działały na tych samych ścieżkach molekularnych, co w tkance ludzkiego serca.
