Мышиное сердце превратили в человеческое с помощью перепрограммированных клеток

Удаление клеток из сердца крысы
Фото: Thomas Matthiesen, University of Minnesota

Ученые впервые вырастили искусственное сердце на основе бесклеточного матрикса мыши и индуцированных стволовых клеток человека. Работа опубликована в журнале Nature Communications, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте Университета Питтсбурга.

В ходе эксперимента изолированное сердце мыши промывали раствором детергентов в течении 10 часов, в результате чего практически все клетки из него были удалены. Затем орган «перезаселяли» уже новыми клетками, которые были получены из фибробластов соединительной ткани человека (подробнее об этом методе создания биоинженерных органов можно прочитать здесь).

Перед тем, как попасть в бесклеточный матрикс, человеческие клетки проходили перепрограммирование с помощью введения специальных генетических конструкций. В результате, фибробласты превращались в индуцированные стволовые клетки, соответствующие собственным стволовым сердца (MCP).

Инкубация проводилась в течении 20 дней, после чего искусственный орган оказывался заселен функционирующими нормальными кардиомиоцитами, эндотелиальными клетками и клетками мускулатуры сосудов. Сердце даже самостоятельно начинало биться со скорость 40-50 ударов в минуту. Кроме того, оно было способно правильно реагировать на гормоны, которые управляют работой сердца.

Ученые отмечают, что пока искусственное сердце, полученное данным методом сильно отличается от обычного тем, что из-за отсутствия иннервации не способно подстраивать свой ритм под действием нервной системы. Кроме того, перезаселение клетками небольшого мышиного сердца гораздо проще, чем работа с сердчем человека или, например, свиньи.

Метод перепрограммирования зрелых клеток в стволовые был разработан японским ученым Синъя Яманакой совместно с коллегами. За эту работу Яманака совместно с пионером клонирования Джоном Гардоном осенью 2012 года получил Нобелевскую премию. Недавно специалисты в этой области показали, что перепрогреммирование можно проводить вообще без введения генетических конструкций с помощью некоторых химических соединений.