Исследователи из Гарвардского университета и Университета Эмори (США) разработали первую полностью автономную биогибридную рыбу из клеток сердечной мышцы, полученных из стволовых клеток человека. Искусственная рыба плавает, воссоздавая мышечные сокращения сердца, сообщает пресс-служба Гарвардской школы инженерных и прикладных наук им. Джона А. Полсона. Подробно разработка описана в журнале Science.
Первое автономное биогибридное устройство изготовлено из кардиомиоцитов (мышечных клеток сердца), полученных из стволовых клеток человека. Оно повторяют форму и движения рыбки данио. В отличие от предыдущих устройств – биогибридной медузы и искусственного ската, сделанных из сердечных клеток крысы, – у биогибридной рыбки данио два слоя мышечных клеток, по одному с каждой стороны хвостового плавника. Когда одна сторона сжимается, другая растягивается. В ответ на растяжение открывается белковый канал, который вызывает сокращение, запускающее растяжение – и так далее. Создается замкнутый цикл, благодаря которому рыбы может двигаться более 100 дней.
Исследователи также разработали автономный узел кардиостимуляции, похожий на кардиостимулятор, который контролирует частоту и ритм этих спонтанных сокращений. Вместе два слоя мышц и автономный узел стимуляции позволяли создавать непрерывные, спонтанные и скоординированные движения плавников вперед и назад.
Биогибридная рыба с возрастом становится только лучше. Амплитуда мышечных сокращений, максимальная скорость плавания и координация мышц увеличивались в течение первого месяца по мере созревания клеток кардиомиоцитов. В конце концов, биогибридная рыба достигла таких же скорости и эффективности плавания, как рыбки данио в дикой природе.
Разработка приближает исследователей к созданию более сложного искусственного мышечного насоса и предоставляет модель для изучения сердечных заболеваний, таких как аритмия.
[Фото: Michael Rosnach, Keel Yong Lee, Sung-Jin Park, Kevin Kit Parker]
