Naučnici su razvili inovativnu tehnologiju koja može značajno unaprediti istraživanje kardiovaskularnih bolesti. Trodimenzionalni „srce na čipu“ (HOC) omogućava praćenje srčanih aktivnosti u realnom vremenu, što je ključno za razumevanje kako srce reaguje na lekove i bolesti. Ova tehnologija može pomoći u smanjenju rizika prilikom testiranja novih lekova.
Jedan od glavnih izazova u medicinskim istraživanjima je testiranje kako ljudsko srce reaguje na lekove bez stavljanja pacijenata u opasnost. Razvijeno srčano tkivo može se samo pokretati, mobilizovati kalcijum za iniciranje mišićne aktivnosti i predvidivo reagovati na uobičajene lekove. Ovaj HOC je prvi koji uključuje platformu sa dvostrukim senzorima koja omogućava praćenje aktivnosti na ćelijskom nivou.
U nedavnom radu, naučnici iz više kanadskih institucija opisali su kako su postigli ovaj značajan napredak u inženjeringu srčanog tkiva i farmakološkom testiranju. Ključni napredak je integracija senzora koji mogu detektovati i makro i mikro srčanu aktivnost. Trenutne platforme HOC i prethodna verzija istraživačkog tima nedostaju visoko-razlučivog senzora na ćelijskom nivou.
Mikrosenzori su od suštinskog značaja jer su mnoge kardiovaskularne bolesti povezane sa disfunkcijom kardiomiocita, pojedinačnih kontraktilnih ćelija koje čine srčano mišićno tkivo. Merenje funkcije ćelija je ključno za sprečavanje srčanog zastoja kod pacijenata sa kardiovaskularnim bolestima.
Istraživači su za izradu svojih HOC-a koristili srčane mišićne ćelije i ćelije srčanog vezivnog tkiva dobijene od pacova. Ove ćelije su smeštene u gelastu matricu bogatu vlaknima i hranljivim materijama kako bi se podstakao rast, a zatim su zasađene na male, fleksibilne čipove na bazi silikona.
Naučnici su u svoje HOC-e ugradili dva tipa senzora. Da bi merili makro sile, umetnuli su inženjerska srčana tkiva između dva elastična stuba. Ovi stubovi se deformišu sa svakim otkucajem srca, a količina deformacije odgovara kontraktilnoj snazi kroz tkivo.
