To narodziny i śmierć komórki sercowej.
Patrzysz na coś, czego jeszcze 20 lat temu uznano by za niemożliwe.
Komórka skóry pobrana z Twojego ramienia może przekształcić się w komórkę sercową.
Komórki macierzyste iPSC (indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste) można uzyskać z Twojej skóry czy krwi. Następnie w laboratorium przekształcić je w bijące komórki serca - kardiomiocyty. W ciągu 7-10 dni.
Na filmie widzisz kluczowy moment:
formowanie się sarkomerów - tych samych struktur kurczliwych, które sprawiają, że Twoje serce bije teraz, kiedy to czytasz.
Co dzieje się w tych 20 godzinach?
🔬 Komórka organizuje białka α-aktyniny w precyzyjne linie
💪 Tworzy się siatka sarkomerów o długości 1,6-2,2 mikrometra
❤️ Komórka zaczyna rytmicznie bić - samodzielnie
⚠️ A potem... zanika.
Dlaczego to ma znaczenie także dla Ciebie?
Te komórki już teraz służą do:
- Testowania leków - zanim trafią do pacjentów. Badania pokazują, że iPSC-kardiomiocyty wykrywają kardiotoksyczność leków z dokładnością niedostępną dla tradycyjnych metod.
- Modelowania chorób serca - naukowcy mogą odtworzyć Twoją chorobę w probówce. Kardiomiopatię, arytmię, wady rozwojowe. I testować, co zadziała właśnie dla Ciebie.
- Regeneracji serca - badania na naczelnych pokazały, że przeszczepione iPSC-kardiomiocyty mogą odbudować uszkodzony mięsień sercowy po zawale.
Ale jest haczyk.
Te komórki są wciąż niedojrzałe.
Przypominają serce płodu, a nie dorosłego człowieka. Krótsze sarkomery, brak struktur T-tubules, opieranie się na glikolizie zamiast na spalaniu tłuszczów.
Dlatego naukowcy pracują nad metodami dojrzewania: stymulacją elektryczną, wzorcowanymi podłożami, specjalnymi mediami hodowlanymi. Niektóre techniki zwiększają dojrzałość do 40-120 dni kultury.
Gdy rozwiążemy problem dojrzałości, medycyna personalizowana stanie się rzeczywistością.
Twoje własne komórki,
Twoja choroba,
Twoje leczenie.
I miejmy nadzieję, że taka przyszłość leczenia będzie kiedyś ratować nasze życia i zapewniać prawdziwą długowieczność.
NeuroNauka w biznesie i na co dzień prosto na Twój e-mail
Cotygodniowy biuletyn o NeuroOdkryciach w biznesie i na co dzień. Prosto o mózgu, neuronauce, efektywności. Dołącz do 12 700+ subskrybentów.
NeuroNauka w biznesie i na co dzień prosto na Twój e-mail
Dołącz do 12 700+ subskrybentów.
- Tagi:
- neurony i komórki
Źródła:
- Burridge, P. W., Li, Y. F., Matsa, E., Wu, H., Ong, S. G., Sharma, A., Holmström, A., Chang, A. C., Coronado, M. J., Ebert, A. D., Knowles, J. W., Telli, M. L., Witteles, R. M., Blau, H. M., Bernstein, D., Altman, R. B., & Wu, J. C. (2016). Human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes recapitulate the predilection of breast cancer patients to doxorubicin-induced cardiotoxicity. Nature Medicine, 22(5), 547-556. https://doi.org/10.1038/nm.4087
- Clancy, C. E., & Santana, L. F. (2024). Advances in induced pluripotent stem cell-derived cardiac myocytes: Technological breakthroughs, key discoveries and new applications. The Journal of Physiology, 602(16), 3871-3892. https://doi.org/10.1113/JP282562
- Lian, X., Zhang, J., Azarin, S. M., Zhu, K., Hazeltine, L. B., Bao, X., Hsiao, C., Kamp, T. J., & Palecek, S. P. (2013). Directed cardiomyocyte differentiation from human pluripotent stem cells by modulating Wnt/β-catenin signaling under fully defined conditions. Nature Protocols, 8(1), 162-175. https://doi.org/10.1038/nprot.2012.150
- Lundy, S. D., Zhu, W. Z., Regnier, M., & Laflamme, M. A. (2013). Structural and functional maturation of cardiomyocytes derived from human pluripotent stem cells. Stem Cells and Development, 22(14), 1991-2002. https://doi.org/10.1089/scd.2012.0490
- Moretti, A., Bellin, M., Welling, A., Jung, C. B., Lam, J. T., Bott-Flügel, L., Dorn, T., Goedel, A., Höhnke, C., Hofmann, F., Seyfarth, M., Sinnecker, D., Schömig, A., & Laugwitz, K. L. (2013). Patient-specific induced pluripotent stem-cell models for long-QT syndrome. New England Journal of Medicine, 363(15), 1397-1409. https://doi.org/10.1056/NEJMoa0908679
- Sharma, A., Burridge, P. W., McKeithan, W. L., Serrano, R., Shukla, P., Sayed, N., Churko, J. M., Kitani, T., Wu, H., Holmström, A., Matsa, E., Zhang, Y., Kumar, A., Fan, A. C., Del Álamo, J. C., Mercola, M., Plews, J. R., & Wu, J. C. (2017). High-throughput screening of tyrosine kinase inhibitor cardiotoxicity with human induced pluripotent stem cells. Science Translational Medicine, 9(377), eaaf2584. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aaf2584
- Shiba, Y., Gomibuchi, T., Seto, T., Wada, Y., Ichimura, H., Tanaka, Y., Ogasawara, T., Okada, K., Shiba, N., Sakamoto, K., Ido, D., Shiina, T., Ohkura, M., Nakai, J., Uno, N., Kazuki, Y., Oshimura, M., Minami, I., & Ikeda, U. (2016). Allogeneic transplantation of iPS cell-derived cardiomyocytes regenerates primate hearts. Nature, 538(7625), 388-391. https://doi.org/10.1038/nature19815
- Yang, X., Pabon, L., & Murry, C. E. (2014). Engineering adolescence: Maturation of human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes. Circulation Research, 114(3), 511-523. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.114.300558
