ربات ماهی: ماهی مصنوعی که از سلول های قلب انسان نیرو می گیرد، بینش قلب را می دهد

بینش یک ماهی مصنوعی که از پلاستیک و ژلاتین ساخته شده و توسط سلول های قلب انسان کار می کند، ممکن است روزی در درمان بیماری قلبی مفید باشد.

توسط الکس ویلکینز

https://www.youtube.com/watch?v=SM1UzqXXL2Q

یک ماهی مصنوعی که از سلول های قلب انسان ساخته شده است می تواند به ما یاد دهد که این اندام چگونه کار می کند.

قلب انسان می‌تواند بدون سیگنال‌هایی از مغز پمپاژ کند، این ویژگی به نام خودانگیختگی شناخته می‌شود. این با استفاده از سیگنال های الکتریکی و واکنش های مکانیکی در بافت سلول قلب هماهنگ می شود، اما این فرآیند به طور کامل درک نشده است.

کیت پارکر از دانشگاه هاروارد و همکارانش یک ماهی هیبریدی زیستی با استفاده از پلاستیک، ژلاتین و یک “باله” از سلول های قلب انسان ساختند تا این فرآیندهای فیزیکی خود به خودی را بهتر درک کنند. این کار پروژه‌های قبلی در آزمایشگاه پارکر را دنبال می‌کند که یک بیوتیپ ترکیبی از چتر دریایی و ماهی‌های تار را از سلول‌های قلب ساخته بودند.

پارکر می‌گوید: «وقتی مردم سعی می‌کنند قلب‌های انسانی را برای طب احیاکننده بسازند، فقط سعی می‌کنند آناتومی آن را تکرار کنند، اما برخی از اصول بیوفیزیکی بسیار مهم در قلب وجود دارد. او می گوید با درک قوانینی که پمپ های عضلانی را تنظیم می کنند، ممکن است بتوانیم بیماری قلبی را بهتر درمان کنیم.

هنگامی که ماهی در یک کشت سلولی قرار می گیرد، یک طرف دم آن منقبض می شود و سپس طرف دیگر، حرکتی شبیه به حرکت گونه هایی مانند گورخرماهی ایجاد می کند که از باله دم برای شنا استفاده می کنند. ماهی هیبرید زیستی به مدت 108 روز یا 38 میلیون ضربان شنا کرد و سرعت شنای بیشتری نسبت به ماهی های وحشی با اندازه مشابه داشت.

ماتیاس گوتل از کینگز کالج لندن می گوید: «سلول های اولیه جدا شده از قلب واقعی یک حیوان، اگر همه چیز خوب پیش برود، شاید دو، سه یا چهار هفته زنده بماند. این واقعیت که شما می توانید این را به سطوحی نزدیک به طول عمر حیوانات جوان افزایش دهید شگفت انگیز است.

حرکت ماهی جدا از بازتاب طبیعت، عملکرد قلب را نیز روشن کرده است. به گفته پارکر، دانشمندان مدت‌ها بر این باور بوده‌اند که وقتی قلب انسان بین ضربان‌ها استراحت می‌کند، خون به طور غیر فعال بطن‌ها را پر می‌کند، اما انقباضات باله‌های ماهی نشان می‌دهد که ممکن است این فرآیند فعال‌تر باشد.

او و همکارانش همچنین نوعی ضربان ساز به نام گره سینوسی را طراحی کردند تا مانند گره SA در قلب انسان عمل کند و باله را به طور منظم منقبض کند. “[It] گوتل می گوید: این مقدار تنظیم قلبی را که به طور مستقل در سطح ساختارهای سیستولیک واقعی رخ می دهد، به خانه می آورد.

پارکر می‌گوید اکنون تیم او نحوه استفاده از این کار برای ساخت قلب‌های مصنوعی را بررسی خواهد کرد. ما آنچه را که برای یادگیری نیاز داشتیم بیرون آورده ایم و آن را در مطالعه قلب و عروق و پزشکی بازساختی کودکان به کار می بریم و به مرحله بعدی می رویم. [biohybrid]. “

مرجع مجله: علوم پایه، DOI: 10.1126 / science.abh0474