Forskare växte en slående hjärta från grunden

Med hjälp av inget annat än stamceller har forskare framgångsrikt odlat ett fullt fungerande mänskligt hjärta i ett labb. Det är ganska litet - ett "microheart", som forskargruppen på UC Berkeley kallar det - men det slår precis detsamma. Denna typ av sak har försökts med stamceller före, men det är första gången det har gjorts utan hjälp av 3D-skrivare eller konstgjorda strukturer, som byggnadsställningar för en byggnad, för att hålla cellerna på plats. Forskarna, som bara publicerade sina resultat i Naturkommunikation använde ett speciellt kemiskt trick som tvingade celler att organisera i rätt konfigurationer - undanröja behovet av de yttre ställningarna. Att odla andra organ på samma sätt kan bli mycket lättare.

För att bygga ett hjärta från början, börjar du med stamceller. Dessa celler är "odifferentierade" celler som ännu inte har bestämt vad de ska bli när de växer upp: hjärceller, hudceller, hjärnceller etc. Varje cell i våra kroppar börjar ut som en stamceller och går sedan igenom en serie förändringar som bestämmer sitt öde. Forskare har räknat ut hur man ska omvänd den processen, ångra de förändringar som gjordes, säg en levercell, och returnera den till sitt ursprungliga tillstånd, vilket ger den chansen att gå igenom sitt liv annorlunda. (Om det bara var så enkelt.)

Berkeley-laget, som leddes av Zhen Ma, tog dessa stamceller (i det här fallet, tidigare hudceller) och koaxerade dem för att bli hjärtceller med hjälp av hjärtspecifika tillväxtfaktorer. Denna typ av sak har tidigare gjorts för att göra miniorgan som sträcker sig från hjärnor till njurar till bröst, men dessa modeller var inte lika exakt utformade som Berkeleys mini-hjärta, som faktiskt har kammare som gör det möjligt att slå. För att koaxera cellerna för att organisera sig själv i dessa strukturer växte de cellerna i rätter målat med tillväxtfaktorer i specifika mönster. Beroende på var det var på maträtten, skulle stamcellerna växa upp för att bli antingen cellerna som utgör hjärtbindelvävnad eller hjärtmuskelceller. Detta händer naturligt när embryon växer i livmodern, men detta är första gången det har inducerats i en in vitro miljö.

Forskarna hoppas att deras mikrohjärtan kan användas för att studera hjärtutveckling i en mänsklig modell. För närvarande är de flesta forskare begränsade till studier på råttor. Det kommer också att vara användbart för att ta reda på hur droger som används under graviditeten kommer att påverka ett växande hjärta, som de visade i deras papper, som tittade på effekterna av talidomid på deras modeller.Men, se vidare, de hoppas att deras metod att koaxiera stamceller att organisera sig i specifika strukturer kan användas för att odla modeller av något annat organ som är tänkbart.