Ученые создали биогибридную рыбу из клеток сердечной мышцы

Ксения Кулько – 12 февраля 2022

Исследователи Гарвардского университета в сотрудничестве с коллегами из Университета Эмори создали первую полностью автономную биогибридную рыбу из клеток сердечной мышцы, которые были получены из стволовых клеток человека. Рыба плавает, воссоздавая сокращения мышц сердца.

Созданная рыба обеспечивает платформу для изучения сердечных заболеваний, таких как аритмия. Изначально биогибридную рыбу планировали создать с целью изучения функционирования сердца без сигналов от мозга. Разработка основана на предыдущих исследованиях группы ученых, изучавших клетки сердечной мышцы крыс. В рамках нового исследования появилась биогибридная рыба, которая может плавать под воздействием электрических импульсов, координируя движения тела и хвостового плавника. Для этого ученые сгруппировали кардиомиоциты, мышечные клетки, ответственные за сердечные сокращения, с двух сторон плавника рыбы. Сокращения с одной стороны приводили к растяжению с другой, после этого активированные растяжением механочувствительные белки запускали постоянное замкнутое движение. Эта система способна приводить рыбу в движение в течение 100 дней. Изобретение плавало с ритмом, похожим на сердечные сокращения, и в ходе эксперимента совершило 38 миллионов толчков.

Кроме того, ученые сконструировали автономный кардиоузел, подобный кардиостимулятору, который контролирует частоту и ритм этих спонтанных сокращений. Два слоя мышц и кардиоузел позволили создать непрерывные, спонтанные и скоординированные движения плавника взад-вперед.

Благодаря результатам работы будет возможно пересмотреть предположения о работе сердца в биомиметических системах и провести анализ структурно-функциональных отношений в физиологии сердечно-сосудистой системы. В будущем ученые планируют создать еще более сложные биогибридные устройства из сердечных клеток человека. Исследование опубликовано в журнале Science.

Фото: Michael Rosnach, Keel Yong Lee, Sung-Jin Park, Kevin Kit Parker