Ученые создали самое маленькое в мире «сердце»: миниорган способен спасти тысячи сердечников

Международная группа исследователей разработала микроскопическую модель человеческого сердца, которая может оказаться прорывом в лечении сложных сердечных патологий, особенно у детей. Речь идет о крохотных лабораторных структурах размером всего около одного миллиметра, которые получили название кардиоорганиды. Они имитируют не только строение, но и функционирование настоящей сердечной мышцы.

Работу над этими органеллами провели ученые из Медицинского исследовательского института QIMR Berghofer, Детского исследовательского института Мурдока и Королевской детской больницы Мельбурна. Результаты их исследований опубликовано в ведущем журнале Nature Cardiovascular Research.

Кардиальные органоиды создали из плюрипотентных стволовых клеток человека — клеток, способных превращаться в любой тип ткани. Проблемой таких моделей обычно является их незрелость, из-за чего они не могут полноценно имитировать поведение взрослой сердечной мышцы. В этот раз ученые применили биохимические сигналы, имитирующие влияние физической нагрузки. Благодаря этому клетки достигли высшей степени зрелости, приближенной к взрослой сердечной ткани как по структуре, так и по функциям.

В рамках экспериментов эти органоиды использовали для исследования редкого наследственного заболевания – десмоплакиновой кардиомиопатии. Эта болезнь вызывает постепенное рубцевание сердца и ухудшение его насосной способности. Модель показала себя эффективной: в лабораторных условиях болезнь развивалась подобно ее течению у реальных пациентов. Органеллы выявили признаки поражения – фиброз и снижение сократительной функции.

На следующем этапе исследователи протестировали инновационный класс лекарственных средств – ингибиторы BET. Эти молекулы оказали положительное влияние на поврежденную ткань: ее функции частично восстановились, что доказало потенциал кардиоорганоидов как надежной платформы для испытания новых методов лечения.

Чтобы сделать исследование еще более точным, ученые использовали образцы сердечной ткани, предоставленные Мельбурнским детским биобанком. Это позволило им сопоставить функционирование лабораторно выращенных органов с клиническими данными реальных пациентов.

Один из ведущих авторов исследования Джеймс Хадсон подчеркнул: возможность параллельно тестировать десятки минисердец позволяет не только значительно ускорить темпы разработки нового лекарства, но и повысить точность и воспроизводимость результатов.

Каждый органоид состоит из десятков тысяч клеток и способен имитировать реакцию настоящего сердца на медикаменты. Благодаря таким компактным, но функционально активным моделям наука получила в руки инструмент, позволяющий изучать сердечные болезни на принципиально новом уровне — быстрее, глубже и без риска для пациентов.

Это открытие открывает новые перспективы для персонализированной кардиологии и дает надежду на более эффективное лечение тяжелых патологий сердца в ближайшие годы.