Конструирование искусственных органов — важнейшее направление биоинженерии. Эти органы используются не только для пересадки человеку. Не менее значимой сферой их применения остается тестирование новых лекарств и других методов лечения. Именно так предполагается использовать новую разработку — крошечное человеческое сердце, выращенное на основе сердца крысы. Группа ученых под руководством биоинженера Дон Нгуен (Duong Nguyen) представила технологию на заседании Американской ассоциации сердца (American Heart Association) в Портленде.
Основой для микрооргана стала специально подготовленная матрица, сделанная из сердца крысы. Чтобы создать ее, орган обработали детергентом — «моющим средством», растворяющим мембраны клеток мышечной ткани животного. В результате получился каркас, сохранивший сосуды сердца.
На этой матрице ученые вырастили клетки человеческой сердечной мышцы. Для этого используют плюрипотентные стволовые клетки. Развиваясь, такая недифференцированная клетка способна воспроизвести программу формирования клеток практически любого органа. С помощью этой технологии в 2015 году удалось вырастить модель сердца на ранних стадиях развития.
Главная задача состояла в том, чтобы обеспечить «кровоснабжение» искусственного сердца. Дон Нгуен и ее коллеги применили методику, названную 4-Flow cannulation. Канюли (трубки для подачи жидкостей в полости тела) установили в четыре кровеносных сосуда: верхнюю полую вену, восходящую аорту, легочную вену и легочную артерию. Это позволило восстановить практически полноценную циркуляцию крови.
Ранее для искусственного кровообращения извлеченных сердец животных использовали метод физиолога Оскара Лангендорфа. Впервые он применил эту технологию в 1895 году. Сердце снабжалось кровью животных того же вида или питательным раствором через аорту. Кровь двигалась ретроградно — то есть в направлении, противоположном естественному. В живом организме млекопитающего кровь поступает в аорту, пройдя через предсердия и желудочки сердца.
По словам ученых, в перспективе новая разработка может стать основой для создания полноценных человеческих органов. Сегодня технологию предполагают использовать для тестирования новых кардиологических методов.
