Home » Știință » Invenția care ne aduce cu un pas mai aproape de construirea unei inimi artificiale

Invenția care ne aduce cu un pas mai aproape de construirea unei inimi artificiale

Publicat: 12.02.2022
Invenția care ne aduce cu un pas mai aproape de construirea unei inimi artificiale
Credit: Keel Yong Lee et al./Science 2022

Cercetătorii de la Universitatea Harvard, în colaborare cu colegii de la Universitatea Emory, au dezvoltat primul pește biohibrid, complet autonom, din celule musculare cardiace derivate din celule stem umane. Invenția ne aduce cu un pas mai aproape de construirea unei inimi artificiale

Peștele artificial înoată imitând contracțiile musculare ale unei inimi care pompează și ar putea ajuta la studierea bolilor cardiace precum aritmia.

„Scopul nostru este de a construi o inimă artificială care să înlocuiască o inimă malformată a unui copil”, a declarat Kit Parker, autor principal al lucrării.

„Cea mai mare parte a lucrărilor de construcție de țesut cardiac sau de inimi, se concentrează pe replicarea caracteristicilor anatomice sau pe replicarea simplei bătăi a inimii în țesuturile proiectate. Dar aici, ne inspirăm în materie de proiectare din biofizica inimii, ceea ce este mai greu de realizat. Identificăm principiile biofizice cheie care fac inima să funcționeze și le replicăm.”

Dispozitivul, inspirat de peștele-zebră

Peștele biohibrid dezvoltat de echipă se bazează pe cercetările anterioare ale Grupului de biofizică a bolilor lui Parker. În 2012, laboratorul a folosit celule musculare cardiace de la șobolani pentru a construi o pompă biohibridă asemănătoare unei meduze.

În cadrul acestei cercetări, echipa a construit primul dispozitiv biohibrid autonom realizat din cardiomiocite derivate din celule stem umane. Acest dispozitiv a fost inspirat de forma și mișcarea de înot a unui pește-zebră.

Spre deosebire de dispozitivele anterioare, peștele-zebră biohibrid are două straturi de celule musculare, câte unul pe fiecare parte a cozii. Când o parte se contractă, cealaltă se întinde, notează EurekAlert.

Această întindere declanșează deschiderea unui canal proteic care provoacă o contracție și declanșează o întindere, ceea ce duce la un sistem care poate propulsa peștele timp de peste 100 de zile.

Mecanismul ajută peștii să trăiască mai mult și să se miște mai repede

„În acest fel, am recreat ciclul în care fiecare contracție rezultă automat ca răspuns la întinderea de pe partea opusă”, a declarat Keel Yong Lee, cercetător și co-autorul lucrării publicate în Science. „Rezultatele evidențiază rolul mecanismelor de feedback în pompele musculare, cum ar fi inima”.

Cercetătorii au proiectat, de asemenea, un nod de stimulare autonom, ca un stimulator cardiac, care controlează frecvența și ritmul acestor contracții spontane. Împreună, cele două straturi de mușchi și nodul de stimulare autonom au permis generarea unor mișcări continue, spontane și coordonate, de tip „înapoi și înainte” ale aripioarelor.

„Datorită celor două mecanisme interne de stimulare, peștii noștri pot trăi mai mult, se pot mișca mai repede și înota mai eficient decât în lucrările anterioare”, a declarat Sung-Jin Park, co-autor principal al studiului.

Peștele biohibrid a atins viteze similare cu cele ale peștilor-zebră

„Această nouă cercetare oferă un model pentru investigarea ritmului cardiac și pentru înțelegerea fiziopatologiei și a aritmiei cardiace.”

În plus, amplitudinea contracției sale musculare, viteza de înot și coordonarea musculară, toate au crescut în prima lună, pe măsură ce celulele cardiomiocite s-au maturizat. În cele din urmă, peștele biohibrid a atins viteze și o eficacitate de înot similare cu cele ale peștilor-zebră din mediul natural.

În continuare, echipa își propune să construiască dispozitive biohibride și mai complexe din celule cardiace umane.

Vă recomandăm să mai citiți și:

CE a cerut limitarea folosirii unui pesticid nociv pentru insectele polenizatoare

Acvariul care le permite peștilor „să meargă pe uscat”, creat de cercetătorii israelieni

Un implant i-a permis unei persoane paralizate să-și controleze picioarele folosind o aplicație

Invenţia lui ”a deschis calea” pentru diversele echipamente electronice ce urmau să apară. A primit pentru ea şi premiul Nobel

Mihaela Horchidan
Mihaela Horchidan
Mihaela și-a finalizat studiile la Facultatea de Jurnalism și Științele Comunicării din cadrul Universității din București, având experiență în presa online și radio. Curiozitatea, dorința de a afla cât mai multe și pasiunea pentru istorie, ştiinţă şi natură au condus-o către Descopera.ro citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Păsările colibri au cel mai colorat penaj dintre toate păsările cunoscute, arată un studiu
Păsările colibri au cel mai colorat penaj dintre toate păsările cunoscute, arată un studiu
Top 10 invenții din Grecia Antică pe care le folosim și în prezent
Top 10 invenții din Grecia Antică pe care le folosim și în prezent
Descoperirea unei gene disfuncționale ar putea duce la noi tratamente pentru pierderea auzului
Descoperirea unei gene disfuncționale ar putea duce la noi tratamente pentru pierderea auzului
Care sunt efectele secundare secrete ale consumului de vin?
Care sunt efectele secundare secrete ale consumului de vin?
Dieta nordică săracă în proteine ar putea fi cheia pentru bebelușii mai fericiți
Dieta nordică săracă în proteine ar putea fi cheia pentru bebelușii mai fericiți
Test de cultură generală. Din ce munți izvorăște Mureșul?
Test de cultură generală. Din ce munți izvorăște Mureșul?
Marius Tucă Show începe marți, 28 iunie, de la ora 20.00, live pe gandul.ro cu o nouă ediție specială
Marius Tucă Show începe marți, 28 iunie, de la ora 20.00, live pe gandul.ro cu o nouă ediție specială
Descoperă siguranța evacuării premium a fumului din case, cu ajutorul coșurilor ceramice nemțești!
Descoperă siguranța evacuării premium a fumului din case, cu ajutorul coșurilor ceramice nemțești!
James Webb depășește deja așteptările. Telescopul observă Universul mai clar decât sperau inginerii săi
James Webb depășește deja așteptările. Telescopul observă Universul mai clar decât sperau inginerii săi
Principalele beneficii ale jucăriilor muzicale în primii ani de viață
Principalele beneficii ale jucăriilor muzicale în primii ani de viață
OMS nu consideră variola maimuței o urgență de sănătate publică internațională, dar epidemia trebuie monitorizată
OMS nu consideră variola maimuței o urgență de sănătate publică internațională, dar epidemia trebuie monitorizată
Prima rachetă lansată de NASA de la un astroport spațial comercial australian
Prima rachetă lansată de NASA de la un astroport spațial comercial australian
Ateneul Român, templul culturii naționale (DOCUMENTAR)
Ateneul Român, templul culturii naționale (DOCUMENTAR)
Palatul Cercului Militar Național, nestemata Armatei Române (DOCUMENTAR)
Palatul Cercului Militar Național, nestemata Armatei Române (DOCUMENTAR)
Secetă severă în Italia. Mai multe regiuni au declarat stare de urgență
Secetă severă în Italia. Mai multe regiuni au declarat stare de urgență
Împuşcătura care s-a auzit în toată lumea şi care a dus la declanşarea primei mari conflagraţii mondiale
Împuşcătura care s-a auzit în toată lumea şi care a dus la declanşarea primei mari conflagraţii mondiale
Dovezi de transmitere locală a variolei maimuței. Nu se răspândește doar prin contact intim
Dovezi de transmitere locală a variolei maimuței. Nu se răspândește doar prin contact intim
Criză alimentară fără precedent în lume. Milioane de oameni, în pragul foametei
Criză alimentară fără precedent în lume. Milioane de oameni, în pragul foametei