Leah Burrows, Harvard Universiteti tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləriÇevik torlu nanoelektronika yerli elektrik fəaliyyətini qeydə alır, hiPSC-CM transplantasiyasından sonra aritmiyaları aşkar edir və RADA16 iskele ilə hüceyrələr çatdırıldıqda normal ritmlərin bərpasını göstərir. Kredit: Liu Lab/Harvard

Xəstə kök hüceyrələrindən yetişdirilən ürək əzələ hüceyrələri — insan tərəfindən induksiya edilmiş pluripotent kök hüceyrələrindən əldə edilən kardiomiositlər və ya hiPSC-CM-lər — ürək tutmaları və ürək çatışmazlığı nəticəsində zədələnmiş ürəkləri bərpa etmək üçün perspektivli bir yoldur. Lakin köçürülmüş hiPSC-CM-lər tez-tez yerli ürək hüceyrələrinin ritmi ilə sinxronizasiyada çətinlik çəkirlər ki, bu da transplantasiyadan sonra təhlükəli aritmiyalara səbəb ola bilər.

Hüceyrə inteqrasiyasını yaxşılaşdırmaq üçün səylər

İllərdir ki, kök hüceyrə bioloqları və ürək tədqiqatçıları implantasiya edilmiş hiPSC-CM-lərin yetkinləşməsini və ürəyə necə inteqrasiya olunmasını yaxşılaşdırmağın yollarını axtarırlar. Çətinlik ondadır ki, hiPSC-CM-lər in vivo implantasiya edildikdən sonra onların necə inteqrasiya olunduğunu izləmək çətindir.

İndi Harvard Universitetinin tədqiqatçıları transplantasiya olunmuş hüceyrələrin bədən daxilində necə yetkinləşdiyini, ünsiyyət qurduğunu və yerli toxuma ilə sinxronizasiyasını davamlı olaraq izləyə bilən ilk platforma hazırlayıblar. Bu sistemdən istifadə edərək tədqiqatçılar hiPSC-CM-lərin yetkinləşməsini sürətləndirən və transplantasiya olunmuş ürək orqanoidlərinin elektrik əlaqəsini yaxşılaşdıran öz-özünə yığılan peptid müəyyən ediblər. Tədqiqat Science jurnalında dərc olunub .

Tədqiqat, Harvard Con A. Paulson Mühəndislik və Tətbiqi Elmlər Məktəbinin (SEAS) dosent Jia Liunun rəhbərlik etdiyi biomühəndislər və professor Riçard T. Linin rəhbərlik etdiyi Harvardın Kök Hüceyrə və Regenerativ Biologiya Bölməsinin (SCRB) kök hüceyrə bioloqları arasında əməkdaşlıq çərçivəsində aparılmışdır.

Kiborq orqanoid platforması necə işləyir

Platforma Liunun laboratoriyasında hazırlanmış sözdə kiborq orqanoidlərindən istifadə edir. Bu orqanoidlər üçölçülü arxitekturasına yerləşdirilmiş uzanan nanoelektronika ilə yetişdirilir və bu da elektrofizioloji aktivliyin real vaxt rejimində monitorinqinə və qeydinə imkan verir. Bu texnologiyadan istifadə edərək tədqiqatçılar yerləşdirilmiş sensorlarla kiborq hiPSC-CM-lərini yetişdirib və onları in vivo implantasiya ediblər.

Bu sistemdən istifadə edərək, tədqiqatçılar transplantasiya edilmiş hüceyrələrin elektrik imzalarını döyünən ürəyin daha güclü siqnallarından ayıra və sinxronizasiyadan çıxan hüceyrələri dəqiq müəyyən edə bildilər.

“İndiyə qədər heç bir texnika yüksək qətnamə ilə içəridə nə baş verdiyini birbaşa aşkar edə bilmirdi”, – deyə Liu bildirib. “Çevik tor nanoelektronikamızı hesablama təhlili ilə birləşdirərək, döyünən ürəyin içindəki bu köçürülmüş hüceyrələrin elektrik aktivliyini real vaxt rejimində və hüceyrə qətnaməsində qeyd edə bildik.”

RADA16 peptid iskelesinin sınaqdan keçirilməsi

Bu platforma ilə Linin komandası, artıq hemostatik agent kimi təsdiqlənmiş RADA16 adlı öz-özünə yığılan peptid də daxil olmaqla, transplantasiya edilmiş hüceyrələrin yetkinləşməsini yaxşılaşdırmaq üçün müxtəlif strategiyaları sınaqdan keçirdi.

RADA16 ürəyin təbii mühitinə bənzər kiçik, dəstəkləyici liflər əmələ gətirir. Transplantasiyadan əvvəl kök hüceyrələrindən əldə edilən kardiomiositlərlə qarışdırılan RADA16, hüceyrələrin ana toxumaya inteqrasiya qabiliyyətini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıraraq, bir iskele rolunu oynayır.

Komanda, transplantasiya edilmiş hiPSC-CM-ləri aylarla izləmək üçün tor elektronikasından istifadə etdi və RADA16-nın əlavə edilməsinin transplantasiya edilmiş hüceyrələrin davranışını kəskin şəkildə dəyişdirdiyini aşkar etdi. Peptid iskelesiz yamalarla müqayisədə, RADA16 ilə müalicə olunmuş hiPSC-CM-lər daha yetkin struktur təşkilatlanma, sahib toxuması ilə daha güclü elektrik əlaqəsi və aylarla davam edən monitorinq zamanı aritmiya kimi asinxron aktivliyin daha az əlamətini göstərdi.

Transplantasiya edilmiş hüceyrələrin öz tempində işləməsi əvəzinə, RADA16 tərəfindən dəstəklənən yamalar əsasən doğma ürəyin ritmi ilə sinxronlaşırdı.

Regenerativ tibb təhlükəsizliyi üçün təsirlər

Liu bildirib ki, “Bu iş çevik bioelektronika və kiborq orqanoidlərinin birlikdə regenerativ tibbin təhlükəsizliyini və effektivliyini qiymətləndirmək üçün necə güclü bir çərçivə yarada biləcəyini nümayiş etdirir”.

“Bütün yeni terapiyalar kimi, təhlükəsizlik də insan ürək hüceyrə terapiyası üçün böyük bir problemdir”, – deyə Li bildirib. “Düşünürik ki, bu yanaşma sahəyə ən təhlükəsiz yanaşmanı müəyyən etməyə kömək edə bilər.”

Bu yanaşma, köçürülmüş hüceyrələrin mövcud toxumaya qoşulması lazım olduğu digər regenerativ terapiya növləri üçün də istifadə edilə bilər.

Daha çox məlumat: Junya Aoyama və digərləri, Çevik nanoelektronika transplantasiya edilmiş insan kardiomiositlərində aritmogenezi aşkarlayır, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adw4612

Jurnal məlumatları: Elm Harvard Universiteti tərəfindən təmin edilir