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
Arheologii au descifrat versurile unui imn antic despre „cel mai mare oraș al lumii”
Arheologii au descifrat versurile unui imn antic despre „cel mai mare oraș al lumii”
Specia din Insulele Galapagos care pare să evolueze în sens invers
Specia din Insulele Galapagos care pare să evolueze în sens invers
Justiție și moarte: evoluția pedepsei capitale de-a lungul secolelor
Justiție și moarte: evoluția pedepsei capitale de-a lungul secolelor
Avocați împotriva morții. Cine sunt cei care își asumă să pledeze cauza celor mai huliți oameni ai societății
Avocați împotriva morții. Cine sunt cei care își asumă să pledeze cauza celor mai huliți oameni ai societății
Courteney Cox a intrat în istoria culturii pop în 1985, spunând pentru prima dată cuvântul „menstruație” la televizor
Courteney Cox a intrat în istoria culturii pop în 1985, spunând pentru prima dată cuvântul „menstruație” la televizor
Forța din mâini: ce ne spune priza despre sănătatea noastră
Forța din mâini: ce ne spune priza despre sănătatea noastră
Ce porți la plajă peste costumul de baie? Iată 5 sugestii (P)
Ce porți la plajă peste costumul de baie? Iată 5 sugestii (P)
Mâncare nesănătoasă, dar mai puțin dăunătoare: Ce recomandă experții în nutriție dacă poftești la „junk food”
Mâncare nesănătoasă, dar mai puțin dăunătoare: Ce recomandă experții în nutriție dacă poftești la „junk food”
Test de cultură generală. Care planetă ar putea pluti pe apă?
Test de cultură generală. Care planetă ar putea pluti pe apă?
Foștii șefi ai NASA fac front comun împotriva tăierilor de buget propuse de administrația Trump
Foștii șefi ai NASA fac front comun împotriva tăierilor de buget propuse de administrația Trump
Europenii tocmai au trecut prin cea mai fierbinte lună iunie din istoria măsurătorilor
Europenii tocmai au trecut prin cea mai fierbinte lună iunie din istoria măsurătorilor
Schimbările climatice au amplificat valul de căldură în Europa și au triplat decesele
Schimbările climatice au amplificat valul de căldură în Europa și au triplat decesele
„Copiii au dreptul la o pace autentică și durabilă”, transmite Papa Leon
„Copiii au dreptul la o pace autentică și durabilă”, transmite Papa Leon
„Mormântul iluziilor germane”. Înfrângerile ruşinoase pe care nemţii le-au suferit în România în Primul Război Mondial
„Mormântul iluziilor germane”. Înfrângerile ruşinoase pe care nemţii le-au suferit în România în Primul Război Mondial
Chatbotul Grok al lui Elon Musk a generat comentarii prin care îl laudă pe Adolf Hitler
Chatbotul Grok al lui Elon Musk a generat comentarii prin care îl laudă pe Adolf Hitler
Nivel record la prețul cuprului în SUA după ce Donald Trump a anunțat un tarif de 50%
Nivel record la prețul cuprului în SUA după ce Donald Trump a anunțat un tarif de 50%
YouTube ar putea bloca creatori la cererea Guvernului din Pakistan
YouTube ar putea bloca creatori la cererea Guvernului din Pakistan
Papa Leon spune că „trebuie să ne rugăm” pentru oamenii care nu cred în schimbările climatice
Papa Leon spune că „trebuie să ne rugăm” pentru oamenii care nu cred în schimbările climatice