成熟的创建人类心脏组织模型

康州大学生物医学工程学系的研究人员已经开发出一种新的心脏细胞衍生平台,密切模仿人类的心,释放潜力更彻底的临床前药物开发和测试。

这项研究发表在细胞的报道Kshitiz助理教授在协作与心脏科Junaid阿夫扎尔博士在加州大学旧金山,提出了一种方法,加速人类心肌细胞向成熟状态足以代孕适合临床前药物测试。

“有一种很强的需要创建人类心脏构造各种各样的应用程序。小动物模型不只是概括人类心脏生物学、稀缺和人类样本,”Kshitiz说。“这很重要,因为所有的药物都需要检测其毒性。人们普遍认为大量的不必要的失败,因为我们没有人类临床试验样品来测试他们。”

Kshitiz和阿夫扎尔首次发现需要创建一个成熟的人类心脏组织约翰霍普金斯医学在他们在一起的时间。

“当方法开发人类多能干细胞分化心肌细胞,它创造了一个大希望,最后我们将人类的心脏结构,”阿夫扎尔说。“虽然它直接获取人类心肌细胞,它们类似于胎儿细胞。我们需要的是成人细胞。”

心血管安全是临床前药物开发失败的原因之一,还有一个长期需要创建人类心脏组织模型来测试药物的毒性。目前,小动物心脏模型显示截然不同的生化、生理和遗传特性从人类很难复制人类心脏在临床前研究。特别是,很难执行代谢评估当前的心脏结构。心脏跳动时不断新陈代谢,是一个高度活跃的器官。

“代谢和氧化还原为心脏细胞成熟是至关重要的,我们可以实现它,可能创建一个黄金标准——从根本上改变我们的期望创建一个新陈代谢成熟的心脏组织,”研究人员说。

在这项研究中,研究人员利用一个成年人心中的心脏生物快速成熟分化心肌细胞成为一个成人的状态。30天内,研究人员取得了心肌细胞,显示结构,机械,代谢和接近成人心肌电生理特征。

研究人员乐观地认为,这个应用程序将不仅被用于临床前药物测试,但也可以用于未来精密疾病建模研究疾病机制和测试再生疗法。研究人员希望许多药物,不必要的失败由于非人类的方法将挽救治疗癌症、免疫和神经系统疾病。

参考:杜阿夫扎尔J,刘Y, W, et al .心脏超微结构矩阵的启发诱导先进人类心肌细胞代谢和功能分化的成熟。细胞代表。40 2022;(4):111146。doi:10.1016 / j.celrep.2022.111146

本文从以下转载材料。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。