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

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

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
Ce s-a întâmplat după ce un fulger a lovit un avion cu peste 100 de pasageri?
Ce s-a întâmplat după ce un fulger a lovit un avion cu peste 100 de pasageri?
Un mecanim italian explică la câți kilometri trebuie să schimbi uleiul de motor ca să nu afectezi turbina
Un mecanim italian explică la câți kilometri trebuie să schimbi uleiul de motor ca să nu afectezi turbina
Bananele care nu se mai înnegresc după ce sunt tăiate, așteptate în magazinele din Marea Britanie
Bananele care nu se mai înnegresc după ce sunt tăiate, așteptate în magazinele din Marea Britanie
Un compus produs de bacteriile intestinale ar putea accelera modificările asociate bolii Alzheimer
Un compus produs de bacteriile intestinale ar putea accelera modificările asociate bolii Alzheimer
Babilonul chiar a fost primul oraș al lumii? Imnul pierdut descifrat după milenii
Babilonul chiar a fost primul oraș al lumii? Imnul pierdut descifrat după milenii
Turnul Babel a existat? Povestea biblică, urmele descoperite în Babilon și capodoperele inspirate de el
Turnul Babel a existat? Povestea biblică, urmele descoperite în Babilon și capodoperele inspirate de el
Un experiment pe Pământ întărește ipoteza că Enceladus ar putea găzdui viață
Un experiment pe Pământ întărește ipoteza că Enceladus ar putea găzdui viață
Oamenii de știință au descoperit cum se repară singură retina afectată
Oamenii de știință au descoperit cum se repară singură retina afectată
Roca din care a fost construit Sfinxul ascundea un crocodil vechi de 45 de milioane de ani
Roca din care a fost construit Sfinxul ascundea un crocodil vechi de 45 de milioane de ani
Remediile din orice bucătărie care pot calma tusea fără medicamente
Remediile din orice bucătărie care pot calma tusea fără medicamente
O femeie de 100 de ani mănâncă acest fruct în fiecare dimineață
O femeie de 100 de ani mănâncă acest fruct în fiecare dimineață
Cele trei băuturi pe care le au în comun persoanele centenare
Cele trei băuturi pe care le au în comun persoanele centenare
Un oraș din Japonia a inventat mii de locuitori ca să ia mai mulți bani de la stat
Un oraș din Japonia a inventat mii de locuitori ca să ia mai mulți bani de la stat
Un nou tip de asfalt ar putea rezista până la 20 de ani. Ce ingredient special folosește?
Un nou tip de asfalt ar putea rezista până la 20 de ani. Ce ingredient special folosește?
Eurostat: Aproape o cincime dintre români nu își permit o masă consistentă o dată la două zile
Eurostat: Aproape o cincime dintre români nu își permit o masă consistentă o dată la două zile
13 octombrie 1307 – Arestarea Cavalerilor Templieri. A început atunci superstiția „Vinerea 13”?
13 octombrie 1307 – Arestarea Cavalerilor Templieri. A început atunci superstiția „Vinerea 13”?
De ce oamenii repetă afirmații în fiecare dimineață? Când pot ajuta și când nu fac aproape nimic
De ce oamenii repetă afirmații în fiecare dimineață? Când pot ajuta și când nu fac aproape nimic
Cine a inventat alfabetul? Drumul literelor de la hieroglifele egiptene la alfabetul latin
Cine a inventat alfabetul? Drumul literelor de la hieroglifele egiptene la alfabetul latin