به گزارش سرویس ترجمه ایمنا، «حمله قلبی روی تراشه» دستگاهی است که توسط محققان دانشگاه کالیفرنیای جنوبی (USC) توسعه یافته است و روزی می‌تواند به‌عنوان بستر آزمایشی برای تولید داروهای جدید قلب و حتی داروهای شخصی‌سازی شده عمل کند.
این دستگاه بعضی از ویژگی‌های کلیدی حمله قلبی را در یک سیستم نسبتاً ساده برای استفاده تکرار می‌کند و متخصصان را قادر می‌سازد با وضوح بیشتری درک کنند که قلب چگونه پس از حمله قلبی تغییر می‌کند. به این ترتیب محققان می‌توانند داروهایی مؤثرتر را برای محدود کردن تخریب بیشتر بافت قلب تولید و آزمایش کنند که ممکن است پس از حمله قلبی رخ دهد.
محققان این مطالعه که پیش از این نیز روی توسعه مشترک قلب روی یک تراشه کار کرده بودند، نتایج مطالعه فعلی خود را با عنوان «منطقه مرزی انفارکتوس میوکارد روی یک تراشه، تنظیم متمایز عملکرد بافت قلب را توسط یک گرادیان اکسیژن نشان می‌دهد» در مجله Science Advances منتشر کرده‌اند.
بیماری عروق کرونر قلب
بیماری عروق کرونر قلب، یک بیماری سرخرگی است که در اثر تجمع پلاک در عروق خونی کرونر (حاملان خون غنی از اکسیژن به قلب) ایجاد می‌شود. نوع شدید این بیماری باعث بروز حمله قلبی می‌شود.
حملات قلبی زمانی رخ می‌دهد که چربی، کلسترول و سایر مواد موجود در عروق کرونر، جریان خون غنی از اکسیژن را به قسمتی از قلب به‌شدت کاهش دهند؛ حتی اگر بیمار از حمله قلبی جان سالم به در ببرد با گذشت زمان ممکن است به‌طور روزافزون خسته، عصبی و بیمار شود.
حتی برخی بیماران در اثر نارسایی قلبی می‌میرند چراکه سلول‌های قلب مانند سایر سلول‌های ماهیچه‌ای بدن بازسازی نمی‌شود و به‌جای آن سلول‌های ایمنی در محل آسیب ظاهر می‌شود که تعدادی از آن‌ها می‌تواند مضر باشد. علاوه بر این ایجاد جای زخم باعث ضعیف شدن قلب و کاهش میزان خونی می‌شود که می‌تواند پمپاژ کند.
متخصصان قادر به درک این فرآیند به‌طورکامل نیستند و به‌ویژه از درک چگونگی برقراری ارتباط میان سلول‌های قلب در قسمت‌های سالم و بخش‌های آسیب‌دیده با یکدیگر و چگونگی و چرایی تغییر قلب پس از تجربه حمله قلبی ناتوان مانده‌اند. محققان دانشگاه کالیفرنیای جنوبی معتقدند که شبیه‌سازی حمله قلبی روی یک تراشه می‌تواند تا حدودی این اسرار را روشن کند و آن‌ها بتوانند مدلی داشته باشند که به درک بهتر آسیب‌های حمله قلبی منجر می‌شود.
حمله قلبی روی تراشه
حمله قلبی روی تراشه از مرحله پایه طراحی شده و یک دستگاه میکروسیال مربعی با ابعاد ۲۲ در ۲۲ میلی‌متر از جنس یک پلیمر لاستیک‌مانند به نام PDMS با دو کانال در طرفین مقابل است که گازها از طریق آن‌ها جریان می‌یابد. در بالای آن نیز یک لایه بسیار نازک نفوذپذیر در برابر اکسیژن از همان ماده لاستیکی قرار دارد. یک لایه ریز پروتئینی در بالای تراشه طرح‌ریزی شده تا سلول‌های قلب در یک راستا قرار بگیرند و همان ساختار قلب انسان را تشکیل دهند. در نهایت، سلول‌های قلب در بالای پروتئین رشد می‌کنند.
برای تقلید از حمله قلبی، گاز دارای اکسیژن و گاز بدون اکسیژن از طریق هر کانال دستگاه میکروسیال آزاد می‌شود و شبیه به آنچه واقعاً در حمله قلبی اتفاق می‌افتد، قلب را روی یک تراشه در معرض شیب اکسیژن قرار می‌دهد و باعث حمله قلبی می‌شود.
ازآنجاکه دستگاه میکروسیال کوچک و واضح است و به‌راحتی قابلیت مشاهده در میکروسکوپ را دارد به محققان اجازه می‌دهد تا تغییرات عملکردی از جمله آریتمی یا ضربان قلب نامنظم، اختلال عملکرد انقباضی یا کاهش قدرت انقباض قلب را مورد بررسی قرار دهند که گاهی‌اوقات پس از حمله در قلب رخ می‌دهد. محققان می‌توانند در آینده با افزودن سلول‌های ایمنی یا فیبروبلاست‌ها نیز سلول‌هایی که پس از حمله قلبی باعث ایجاد زخم می‌شود را به تراشه فعلی اضافه و مدل را پیچیده‌تر کنند.
محققان نمی‌توانند تغییرات بافت قلب را در زمان واقعی با مدل‌های حیوانی مشاهده کنند و مدل‌های کشت سلولی سنتی به‌طور یکنواخت سلول‌های قلب را درمعرض سطوح بالا، متوسط یا پایین اکسیژن قرار می‌دهند، اما شیب ندارند. این امر بدان معناست که آن‌ها نمی‌توانند آنچه را که واقعاً برای سلول‌های قلب آسیب‌دیده در منطقه مرزی پس از حمله قلبی اتفاق می‌افتد، تقلید کنند، بنابراین بسیار هیجان‌انگیز و ارزشمند است که دستگاهی تولید شود که در آینده نزدیک بر زندگی بیماران، به‌ویژه در تجربه حملات قلبی که بسیار شایع هستند، تأثیر مثبتی دارد.
نظر شما