Minik kalplerin yüzen küçük damlaları, doğrudan Frankenstein'dan çıktı. İnsan kök hücrelerinin ve bir tutam silikon nanotellerin karışımından yapılan cyborg kalp organoidleri, Petri kaplarının içinde büyüdükçe tuhaf bir şekilde pompalandı.

Kalp yaralanması olan farelere nakledildiklerinde, küresel şekillerini kaybederek hasarlı bölgelere yayıldılar ve konakçının kendi kalp hücrelerine bağlandılar. Bir ay içinde, sıçanlar kalp fonksiyonlarının çoğunu geri kazandılar.

Bilim kurgu değil. Yeni bir çalışma bu ay, dijital elektrik bileşenlerini biyolojik hücrelerle bir siborg organoide bağladı; bu, kalp yetmezliğinin hayvan modellerine nakledildiğinde canlı, atan kalplerle kaynaştı ve onarıldı.

Teknolojinin merkezinde (öksürük, kelime oyunu amaçlı) elektriksel olarak aktif, biyolojik olarak parçalanabilir silikon nanoteller bulunur. Kalp hücreleri, standart "ba-bump, ba-bump" ritmini üreterek, hareketlerini elektriksel aktivitenin vuruşuyla senkronize eder. Organoidlere bir doz nanotel, senfoniye bir iletken görevi görerek, laboratuvarda yetiştirilen mini kalplerin konakçılarıyla daha iyi senkronize olmasını sağladı.

Standart kalp organoitleri ile karşılaştırıldığında -tamamen aynı şekilde ancak nanotel takviyesi olmadan büyütüldü- siborg olanlar, bir kalp krizinden sonra kalbin içindeki düşmanca kimyasal ortama daha iyi tahammül edebiliyordu. Ayrıca iyileşme sırasında ev sahiplerine daha iyi bağlanırlar ve genellikle kalp yaralanmalarından sonra görülen zararlı bir yan etkiyle savaşırlar.

Şimdilik cyborg kalp organoid nakli sadece farelerde işe yarıyor. Ama bu sadece bir başlangıç.

kalp durdurucu

Kalp bir askerdir. Doğumdan ölüme kadar, oksijenle dolu kanı vücudun geri kalanına pompalamak için özenle kasılır ve serbest kalır. Bu, asırlık insanlarda 100 yılı aşkın bir süre sadakatle dayanan biyolojik bir mucizedir - çoğu insan yapımı donanım mekanizmasından çok daha uzun.

Yine de kalp aynı zamanda bir başarısızlık noktasıdır. Kalp hastalığı dünya çapında önde gelen ölüm nedenidir. Ana neden, kardiyomiyositlerin - kalbin kasılan "kas hücreleri" - çok sınırlı yenilenme yeteneğine sahip olmasıdır. Bir kalp krizinden zarar gördüğünde yara dokusu, yaralanan bölgelerin etrafında yavaş yavaş büyür ve sonunda kalbin kasılma kabiliyetini sınırlar.

Bilim adamları uzun süredir kalp hastalığını yeni, sağlıklı hücrelerle tedavi etmeye çalışıyorlar. Popüler bir fikir, insan kök hücrelerinin yedek kardiyomiyositlere dönüşmesine rehberlik etmektir. Laboratuar yapımı kalp kası hücreleri daha sonra hasarlı bölgelere enjekte edilir. Bilim adamları, tedaviyi kemirgenler, domuzlar ve insan olmayan primatlar dahil olmak üzere bir dizi kalp hastalığı hayvan modelinde test ettiler. Ancak sağlıklı hücreler, düşmanca bir ortamla karşılaştıklarında hayatta kalmak için mücadele etti. Kalp hasarından güvenilir bir şekilde kurtulamayanlar, potansiyel aritmi sorunlarına yol açtı - kalbin farklı bölümleri senkronize bir ritimde atamadığında ortaya çıkan düzensiz kalp atışları.

Organoidleri girin. Bu yapılar, hem genlerinde hem de çeşitli hücre tiplerinde orijinal muadillerini gevşek bir şekilde taklit eder. Laboratuar kaplarında yetiştirilen 3 boyutlu doku damlaları, yeni ilaçları test etmek veya vücutta işlerin nasıl yürüdüğüne dair teoriler geliştirmek için yaygın olarak vekil organlar olarak kullanılıyor; örneğin, kalp krizinden kaynaklanan hasarın nasıl onarılacağı. Ama aynı zamanda hasarlı dokuyu değiştirme potansiyeline de sahipler. zaten araştırılıyor için beyin yaralanmaları.

Kalp için de işe yarar mı?

Geri 2017 içinde, ekip, farklı hücre türlerinden oluşan bir yahniyi birleştiren, kardiyak organoid adı verilen bir mini kalp tasarladı. Besleyici bir "çorba" tarifi içinde çalkalandığında hücreler, oksijen taşınmasına yardımcı olan bir kan damarı ağı gibi mini kalp organoitleri halinde organize olurlar. Yine de önemli bir bileşen eksikti: senkronizasyon. Şefsiz yetenekli bir orkestra gibi, ortaya çıkan mini kalplerin ritmi akortlu tutmak için bir "nabız" a ihtiyacı vardı.

Nanotelleri girin. Onları tıraş ettiğiniz kaba, kısa saçlar olarak hayal edin. Bu teknolojik sihir telleri, elektriği ileten silikondan yapılmıştır. Önceki altın veya karbon bazlı nanotellerle karşılaştırıldığında, biyolojik olarak çok daha uyumludurlar ve vücut içinde çözünürler.

Yaklaşık on yıl önce, ekip şaşırtıcı bir şekilde nanotellerin (e-SiNW olarak adlandırılır), kök hücrelerden türetilen insan kardiyomiyositlerini, hücreler küçük damlalar halinde geliştikçe onları dahil etmek için tetikleyebileceğini buldu. Bir doz silikon eklemek, ortaya çıkan mini kalpleri daha güçlü hale getirdi ve tasarlanmış organoid hücrelerin kalbin elektriksel ayarına göre nabız atmasına izin verdi.

Kırık kalp

Ekip, ilk test olarak nanotelleri doğrudan sağlıklı farelerin kalplerine enjekte etti. 28 gün sonra (hayır bu tür bir zombi hikayesi değil), fareler mutlu yollarına devam ettiler, bu da nanotellerin biyouyumlu ve güvenli olduğu anlamına geliyordu.

Ardından, kabaca 1,000 insan kaynaklı kalp hücresi ve benzer sayıda nanotel içeren bir "köfte" yaptılar ve 10 gün sonra yüksek dozda destek hücresi eklendi. Mini kalp, sadece yedi gün içinde bir Petri kabının içinde atmaya başladı.

Sağlıklı farelere nakledildiğinde, cyborg köfteleri, konağın kalp ortamına entegre olduklarını öne sürerek küresel şekillerini yavaşça parçaladı. Bir aydan kısa bir süre içinde mini kalpler -nanotelleriyle birlikte- konağın doğal kalp hücreleriyle çok sayıda elektrik bağlantısı oluşturdu.

Ekip, nano-kablolu organoidlerin elektrik ve kan damarlarını kullanarak atan bir kalple bağlantı kurabildiğini gösteriyor.

Ardından nihai test geldi: kalp krizinden sonra sorunları onarmak. Burada kalp, genellikle kan pıhtısı gibi bir tıkanıklık nedeniyle kan ve oksijen eksikliğinden kurtulmak için mücadele eder. Tıkanıklık giderildikten sonra, kan damarlardan hızla akar ve genellikle daha da fazla hasara neden olur. Ana merkez kalpteki sol karıncıktır - organın sol üst kısmı. Bu, dokuların geri kalanını desteklemek için kanı dışarı pompalayan vücudun "motoru" dur. Aynı zamanda kalp hastalığında kolayca zarar gören ve yeni nakiller için düşmanca bir yerel ortam oluşturan bir tanesidir. (Az önce patlayan aktif bir volkanın içine yeni ağaçlar dikmeye çalıştığınızı hayal edin.)

Bir testte ekip, kalp krizinden dört gün sonra doğrudan siborg organoidlerini ve bunların tamamen biyolojik benzerlerini farelere enjekte etti. Her iki greft de nakilden sadece bir hafta sonra konakçılarıyla ilişkilendirildi. Nano-kablolu organoidler, yara dokusu olan ağır hasar görmüş alanların çevresinde bile konakçı kalplerle çok daha yüksek bir seviyede birbirine geçti.

Ekip, hasarlı kalbin "en düşmanca bölgelerde hayatta kalma kapasitelerinin" bir işareti olduğunu söyledi.

Siborg implantları verilen fareler, nanotelleri olmayan organoidlerden çok daha fazla işlevsellik sağladı. Yeniden yapılanma, kan basıncını kontrol etmeye yardımcı olmak için kalbin kendisinin ötesine geçti. Ekip, düzgün bir kan akışını geri kazandırarak, insan mini kalplerinin "terapötik etkinliğini artırdığını" söyledi.

Nanoteller ayrıca mini kalpleri ev sahiplerine sevdirdi. Tedaviden 28 gün sonra, konakçıların kalplerinde normalde kalp yetmezliği ile ilişkilendirilen çok daha az yara dokusu vardı. Siborg nakilleri, farelerin genellikle kalp krizinden sonra hızlanan bağışıklık sistemleriyle iyi oynadı. Sürece dahil olan ana bağışıklık hücreleri makrofajlardır. Bu hücreler, ölümcül bağışıklık tepkilerini tetikleyen veya restorasyonu destekleyen şeytanlar veya melekler olabilir. Kablosuz organoidlerle karşılaştırıldığında, cyborg olanlar, kırık kalbin işlevini onarmaya yardımcı olmak için aşı ve sınır bölgelerindeki "melek" bağışıklık hücrelerinin bir kısmını yükseltti.

Sonuçların insanlara tercüme edilmesinden önce gidilecek uzun bir yol var. Bununla birlikte, sonuçlar, hasarlı organları onarmak için organoidlerin kullanılmasına yönelik en son yaratıcı baskıdır. Elektrikli nanomateryal ve insan mini organları arasındaki “terapötik sinerji” kalple sınırlı değildir. Yazarlar, kas veya beyin gibi diğer elektriksel olarak aktif dokular için benzer bir stratejinin kullanılabileceğini söyledi.

Resim Kredi: Tan ve diğerleri/Bilim Gelişmeleri

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. Otomotiv / EV'ler, karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• Blok Ofsetleri. Çevre Dengeleme Sahipliğini Modernleştirme. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://singularityhub.com/2023/08/08/heart-organoids-tricked-out-with-nanowires-restored-heart-function-in-rats/