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Ces ingénieurs ont conçu une salle de sport pour les cellules cardiaques produites en laboratoire

Ces ingénieurs ont conçu une salle de sport pour les cellules cardiaques produites en laboratoire

Des chercheurs en ingénierie de l'Université de Toronto ont créé un appareil qui pourrait essentiellement être décrit comme un gymnase pour les tissus cardiaques de laboratoire. Le nouveau développement utilise un régime d'entraînement rigoureux pour développer des cellules cardiaques plus réalistes que jamais.

Une salle de sport dans une boîte de Pétri

Il peut également mesurer la force avec laquelle ils battent afin de tester les effets de molécules médicamenteuses potentielles. «De nombreux nouveaux médicaments potentiels échouent en raison de problèmes de toxicité, et la toxicité cardiaque est un défi majeur», déclare le professeur Milica Radisic, qui a dirigé l'équipe de recherche.

"Vous pouvez tester des médicaments potentiels sur des cellules cardiaques cultivées dans une boîte de Pétri, mais ces cellules ne ressemblent pas aux cellules d'un vrai cœur, et vous ne pouvez pas obtenir beaucoup d'informations sur leur fonction cardiaque réelle."

Le nouveau dispositif présente l'avantage crucial de permettre aux cellules et tissus cultivés en laboratoire de se développer sous des formes qui imitent plus étroitement celles réellement présentes dans le corps humain. La nouvelle plate-forme, appelée Biowire II, se compose de deux fils élastiques en polymère espacés de trois millimètres.

Les cellules cardiaques sont placées dans une petite bande de tissu entre les fils. C'est ainsi que les chercheurs réussissent également à mesurer la force ou la force de contraction des cellules.

Lorsque les cellules se contractent, elles plient les fils, ce qui permet aux scientifiques de mesurer la valeur de la déflexion pour en déduire la force de contraction.

"L'avantage de ce système est qu'il nous indique comment une molécule de médicament donnée affecte le débit cardiaque en examinant les forces de contraction et d'autres lectures fonctionnelles clés", explique Yimu Zhao, Ph.D. candidat dans le laboratoire de Radisic et auteur principal de l'article.

"Est-ce que cela affaiblit le cœur ou le rend plus fort? Cela aidera à trouver de nouveaux médicaments pour traiter les maladies cardiaques, mais également à éliminer les médicaments pour d'autres conditions qui ont des effets indésirables sur le cœur."

En outre, l'appareil comporte des impulsions électriques pour simuler l'exercice, entraînant les cellules cardiaques comme si elles étaient dans une petite salle de sport. Le résultat est un tissu plus réaliste.

«Nous avons créé des tissus cardiaques auriculaires et ventriculaires, et nous pouvons même développer un tissu hétéropolaire, un avec des extrémités auriculaires et ventriculaires», explique Zhao. "Certains médicaments ont une action sélective sur l'un ou l'autre. Avec ce système, nous pouvons détecter cela plus efficacement."

Les applications de ce gymnase dans une boîte de Pétri consistent à améliorer à la fois l'efficacité et le nombre de tests que les chercheurs en médicaments peuvent effectuer.

Sauver des vies

«Si nos tissus cultivés en laboratoire peuvent empêcher les médicaments dangereux de pénétrer dans le pipeline et aider à trouver de nouveaux médicaments pour traiter les maladies cardiaques, cela sauvera des milliers de vies», déclare Radisic.

Mais encore plus prometteuse est la possibilité d'avoir un jour des tissus cultivés en laboratoire si efficaces pour imiter les vrais qu'ils peuvent ensuite être implantés à nouveau chez l'homme pour réparer les organes endommagés. Radisic et son équipe travaillent également sur des technologies distinctes pour espérer voir cette option devenir réalité.

Leur article est publié dans la revueCellule.


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