Исследователи из Гарвардского университета в сотрудничестве с коллегами из Университета Эмори разработали первую полностью автономную биогибридную рыбу из клеток сердечной мышцы. Она плавает и воспроизводит сокращения сердца.
Авторы отмечают, что это еще один шаг на пути к разработке сложного искусственного мышечного насоса. Также ученые хотят использовать биогибридную рыбу как платформу для изучения сердечных заболеваний, например, аритмии.
Наша конечная цель — создать искусственное сердце для замены тех, что сформировались с патологией. Большая часть работы по созданию сердечной ткани, это попытка воспроизвести анатомические особенностей или процесс биения сердца в искусственных тканях. В своей работе мы определили ключевые биофизические принципы, которые заставляют сердце работать и использовали их в качестве критериев проектирования.
Кит Паркер, профессор биоинженерии и прикладной физики
В ходе новой работы авторы создали первое автономное биогибридное устройство. Для этого они использовали кардиомиоцитов, полученных из стволовых клеток человека.
У авторов получилась биогибридная рыба данио с двумя слоями мышечных клеток: по одному с каждой стороны хвостового плавника. Когда одна сторона сжимается, другая растягивается. Это растяжение приводит к тому, что открывается механочувствительный белковый канал, он вызывает сокращение, а потом растяжения и так далее. В результате получается система замкнутого цикла, которая работает около 100 дней.
Новая биогибридная рыба начинает со временем лучше плавать. Амплитуда мышечных сокращений, максимальная скорость плавания и мышечная координация растут в течение первого месяца по мере созревания клеток кардиомиоцитов.
В итоге рыба начинает плавать так же эффективно, как и данио в дикой природе.
Читать далее
Наука будущего: какие разработки молодых ученых были отмечены в Москве в 2021 году
Ученые придумали, как отправить корабль на Марс за 45 дней с помощью лазера
Астрономы сфотографировали черную дыру в центре спиральной галактики