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
Dinții fosilizați de dinozauri dezvăluie ce mâncau acești giganți antici
Dinții fosilizați de dinozauri dezvăluie ce mâncau acești giganți antici
Cine a inventat cămașa de forță? De la instrument medical la simbol al constrângerii
Cine a inventat cămașa de forță? De la instrument medical la simbol al constrângerii
Cine a inventat bomboanele? De la dulciurile cu miere din Egiptul antic la batoanele de ciocolată moderne
Cine a inventat bomboanele? De la dulciurile cu miere din Egiptul antic la batoanele de ciocolată moderne
O rudă antică a omului își devora copiii, dezvăluie un os cervical vechi de 850.000 de ani
O rudă antică a omului își devora copiii, dezvăluie un os cervical vechi de 850.000 de ani
O nouă planetă a fost descoperită în Sistemul Solar
O nouă planetă a fost descoperită în Sistemul Solar
Activiști din străinătate, vizați de mandate de arestare în Hong Kong
Activiști din străinătate, vizați de mandate de arestare în Hong Kong
Când ar putea OpenAI să lanseze noua versiune ChatGPT?
Când ar putea OpenAI să lanseze noua versiune ChatGPT?
Site-urile pentru adulți, obligate să verifice vârsta utilizatorilor în Marea Britanie
Site-urile pentru adulți, obligate să verifice vârsta utilizatorilor în Marea Britanie
Ziua în care s-a născut psihologul care avea să revoluţioneze felul în care gândim
Ziua în care s-a născut psihologul care avea să revoluţioneze felul în care gândim
Meteorologii anunță că vin ploile. „Nu excludem cădere de grindină”
Meteorologii anunță că vin ploile. „Nu excludem cădere de grindină”
Cea mai spectaculoasă noapte astronomică din această vară
Cea mai spectaculoasă noapte astronomică din această vară
A fost găsit un hormon care ajută cancerul să scape de sistemul imunitar al corpului uman
A fost găsit un hormon care ajută cancerul să scape de sistemul imunitar al corpului uman
Comunicațiile militarilor din Ucraina, afectate de una dintre cele mai mari întreruperi de rețea la Starlink
Comunicațiile militarilor din Ucraina, afectate de una dintre cele mai mari întreruperi de rețea la Starlink
Ar putea solul de pe Lună să susțină o bază permanentă?
Ar putea solul de pe Lună să susțină o bază permanentă?
Cercetătorii din China au descoperit o nouă specie de dinozaur care ciripea la fel ca păsările
Cercetătorii din China au descoperit o nouă specie de dinozaur care ciripea la fel ca păsările
Un asteroid bizar ar putea conține elemente care nu au fost încă descoperite pe Pământ
Un asteroid bizar ar putea conține elemente care nu au fost încă descoperite pe Pământ
COMUNICAT DE PRESĂ: Ce faci cu banii când economia devine o ruletă rusească?
COMUNICAT DE PRESĂ: Ce faci cu banii când economia devine o ruletă rusească?
„Ipoteza beției”: Să fie alcoolul cel care a dus la ascensiunea civilizației umane?
„Ipoteza beției”: Să fie alcoolul cel care a dus la ascensiunea civilizației umane?