Menschenherzen"Mini" in Labor hergestellt (und sie schlagen)

Lebenden "Mini-Herz" – Strukturen, die kleine, primitive, schlagenden Herzen ähneln – entsteht aus menschlichen Stammzellen, sagen Forscher.

Diese Miniatur heartlike Strukturen könnte dazu beitragen, dass die Wissenschaftler testen Herzmedikamente für Sicherheit, und erfahren Sie, wie das Herz entwickelt, um zu verhindern, dass Defekte, Ermittler hinzugefügt.

"Es könnte sogar möglich sein, Teile des Herzens dienen als Patches während der Herzchirurgie wachsen, aber das ist einen langen Weg," Co-Autor Senior Dr. Bruce Conklin, ein Arzt und Stammzellen Biologe die Gladstone Institute des Herz-Kreislauf-Krankheit in San Francisco, studieren, sagte Live Science. Forscher auch diese Strukturen als Modelle verwenden könnte für die Befestigung von beschädigten Herzen, sagte er.

Conklin und seine Kollegen hat die Herzen von menschlichen pluripotenten Stammzellen, die sind unreifen Zellen, die die Fähigkeit haben, werden Sie alle Gewebe im Körper. In den letzten zehn Jahren oder so haben Forscher entdeckt, wie mithilfe eine Vielzahl von Chemikalien, die im Zusammenhang mit Stammzellaktivität reprogram Reife Zellen zu sogenannten induzierten pluripotenten Stammzellen, die eines Tages Zellen ersetzen könnte, die bei Menschen mit Erkrankungen oder Verletzungen zerstört wurden.

Die bisherige Forschung hat Stammzellen verwendet, um erstellen Pläne gegen Herzmuskel in Petrischalen sowie Röhren von Herzzellen, die wie winzige Pumpen funktionieren könnte. Jedoch diese Projekte erschuf nicht die Art von Kammern gefunden in den Herzen von lebenden Tieren zu schlagen, und also nicht die normale 3D Entwicklung des embryonalen Herzens widerspiegeln könnte.

In das neue Werk fanden die Wissenschaftler, dass wenn Stammzellen auf winzigen Gruben, kaum die Größe der Stiftspitze beschränkt sind, können sie in mikroskopischen schlagen Kammern zu entwickeln. [Top 3 Techniken für das Erstellen von Organen im Labor]

Die Forscher geätzt Gruben 200 bis 600 µm Breite in den Boden einer Petrischale. (Zum Vergleich: das durchschnittliche menschliche Haar ist etwa 100 µm Breite.) Danach wuchs sie Kolonien von menschlichen Stammzellen in diesen Gruben. Die Stammzellen wurden von Erwachsenen Hautgewebe genetisch umprogrammiert.

Normalerweise, wenn Stammzellen in Löchern der Größe von einem Viertel oder größer gewachsen sind, wachsen sie in Blätter des Gewebes. Allerdings fanden die Forscher heraus, dass wenn Stammzellen in kleinen Gruben angebaut werden, die mechanische Signale erhielten sie von Beengtheit auf solch engem Raum half ihnen in Hohlkammern zu organisieren. Zellen an den Rändern der Gruben größere mechanische Belastung und Spannung erlebt und entwickelt, um mehr wie Fibroblasten, aussehen, sind die Zellen, die das Kollagen im Bindegewebe gesehen zu produzieren. Im Gegensatz dazu entwickelte sich die Zellen in der Mitte zu Herzmuskelzellen.

Wenn die Forscher diese heartlike Strukturen, die berüchtigten Medikament Thalidomid, die bekannt ist ausgesetzt für das verursachen der Herzfehler und deformierten Gliedmaßen, die Strukturen nicht richtig entwickeln – sie waren kleiner, hatte Schwierigkeiten contracting und niedriger hatte Herzgewebe, das das Medikament nicht ausgesetzt war das im Vergleich zu schlagen.

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese Strukturen Bildschirm Medikamente helfen könnte, die noch in der Testphase für gefährliche Nebenwirkungen, Tiermodellen zu ersetzen sind.

"Die am häufigsten berichteten häufig Geburtsschäden beinhalten das Herz und das Potenzial für die Erzeugung von Herzfehlern ist ein wichtiges Anliegen bei der Bestimmung der Arzneimittelsicherheit in der Schwangerschaft," sagte Conklin in einer Erklärung. "Jedes Jahr werden mehr als 280.000 Schwangere Drogen mit Nachweis von fetalen Risiko ausgesetzt."

Die Wissenschaftler ihre Ergebnisse detailliert heute online (Juli 14) in der Zeitschrift Nature Communications.

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