يبدأ قلب الإنسان في التكوين بعد حوالي ثلاثة أسابيع من الحمل. هذا يضع المرحلة الأولى من نمو القلب في وقت لا تزال فيه النساء في كثير من الأحيان غير مدركات لحملهن. هذا هو أحد الأسباب التي تجعلنا لا نزال نمتلك القليل من المعرفة بالعديد من التفاصيل حول كيفية تكوين القلب. لا يمكن نقل نتائج الدراسات التي أجريت على الحيوانات بشكل كامل إلى البشر. يمكن أن يكون العضوي الذي تم تطويره في TUM مفيدًا للباحثين.

كرة من 35,000 خلية

طور الفريق الذي يعمل مع أليساندرا موريتي ، أستاذ الطب التجديدي في أمراض القلب والأوعية الدموية ، طريقة لصنع نوع من "القلب الصغير" باستخدام الخلايا الجذعية متعددة القدرات. يتم غزل حوالي 35,000 خلية في كرة في جهاز طرد مركزي. على مدى عدة أسابيع ، تمت إضافة جزيئات إشارات مختلفة إلى ثقافة الخلية بموجب بروتوكول ثابت. توضح أليساندرا موريتي: "بهذه الطريقة ، نحاكي مسارات الإشارات في الجسم التي تتحكم في البرنامج التنموي للقلب". نشرت المجموعة أعمالها الآن في مجلة Nature Biotechnology.

أول "نوبات القلبية" على الإطلاق

يبلغ قطر العضيات الناتجة حوالي نصف ملليمتر. على الرغم من أنها لا تضخ الدم ، إلا أنه يمكن تحفيزها كهربائيًا وتكون قادرة على الانقباض مثل غرف القلب البشرية. البروفيسور موريتي وفريقها هم أول باحثين في العالم نجحوا في إنشاء عضو عضوي يحتوي على خلايا عضلة القلب (خلايا عضلة القلب) وخلايا الطبقة الخارجية لجدار القلب (النخاب). في التاريخ الشاب للعضويات القلبية - تم وصف الأول في عام 2021 - كان الباحثون قد صنعوا سابقًا فقط عضويات مع خلايا عضلة القلب وخلايا من الطبقة الداخلية لجدار القلب (شغاف القلب).

تقول الدكتورة آنا ماير ، المؤلف الأول للدراسة: "لفهم كيفية تكوين القلب ، تكون خلايا النخاب حاسمة". أنواع أخرى من الخلايا في القلب ، على سبيل المثال في الأنسجة المتصلة والأوعية الدموية ، تتشكل من هذه الخلايا. يلعب النخاب أيضًا دورًا مهمًا جدًا في تكوين غرف القلب ". أطلق الفريق على العضيات الجديدة اسم "epicardioids" بشكل مناسب.

تم اكتشاف نوع خلية جديد

إلى جانب طريقة إنتاج العضيات ، أبلغ الفريق عن اكتشافاته الأولى الجديدة. من خلال تحليل الخلايا الفردية ، توصلوا إلى أن الخلايا السليفة من النوع الذي تم اكتشافه مؤخرًا فقط في الفئران تتشكل في اليوم السابع من تطور العضوي. يتكون النخاب من هذه الخلايا. يقول البروفيسور موريتي: "نفترض أن هذه الخلايا موجودة أيضًا في جسم الإنسان - ولو لبضعة أيام فقط".

قد تقدم هذه الأفكار أيضًا أدلة حول سبب قدرة قلب الجنين على إصلاح نفسه ، وهي قدرة شبه غائبة تمامًا في قلب الإنسان البالغ. يمكن أن تساعد هذه المعرفة في إيجاد طرق علاج جديدة للنوبات القلبية وغيرها من الحالات.

إنتاج "عضويات مخصصة"

أظهر الفريق أيضًا أنه يمكن استخدام العضيات للتحقيق في أمراض المرضى الفرديين. باستخدام الخلايا الجذعية متعددة القدرات من مريض يعاني من متلازمة نونان ، أنتج الباحثون أشباه عضوية تحاكي خصائص الحالة في طبق بتري. يخطط الفريق خلال الأشهر المقبلة لاستخدام أشباه عضويات شخصية قابلة للمقارنة للتحقيق في عيوب القلب الخلقية الأخرى.

مع إمكانية محاكاة أمراض القلب في العضيات ، يمكن اختبار الأدوية عليها مباشرة في المستقبل. تقول أليساندرا موريتي: "من المتصور أن مثل هذه الاختبارات يمكن أن تقلل الحاجة إلى التجارب على الحيوانات عند تطوير الأدوية".

البحث العضوي هو مجال بحث رئيسي في TUM

سجل الباحثون براءة اختراع دولية لعملية تكوين عضيات القلب. نموذج Epicardioid هو واحد من عدة مشاريع عضوية في TUM. في مركز أنظمة الأورجانويد ستتعاون مجموعات العمل من مختلف الإدارات والكراسي. سيقومون بإجراء أبحاث متعددة التخصصات في البنكرياس والدماغ وعضوية القلب باستخدام أحدث التصوير والتحليل الخلوي لدراسة تكوين الأعضاء والسرطان والأمراض التنكسية العصبية وتحقيق تقدم في الطب باستخدام أنظمة بشرية ثلاثية الأبعاد.