Az emberi szív az agyból érkező jelek nélkül is képes működni, ezt hívják a szakértők automatizmusnak. Az automatikus működés összehangolásáról elektromos jelek és a szívizomszövet mechanikai visszajelzései biztosítják, de hogy pontosan hogyan zajlik a folyamat, az a mai napig bizonytalan.

Kit Parker, a Harvard kutatója és kollégái pontosan azért hoztak létre egy biohibrid műhalat, hogy választ találjanak a fennálló kérdésekre. A halacska műanyagból, zselatinból és egy olyan „úszóból” áll, amely emberi szívizomsejteket tartalmaz. Parkernek nem ez az első hasonló projektje, korábban csapata szintetikus rájákat és medúzákat is létrehozott szívizomsejtek hozzáadásával.

„Amikor regeneratív célra próbálnak emberi szívet növeszteni a kutatók, általában csak az anatómiát próbálják imitálni, holott egy sor biofizikai jellemző is van, amelyek szintén fontosak a szív működése szempontjából” – mondja Parker. Ezen jellemzők megértése, vagyis annak feltárása, hogy mi vezérli ennek az izompumpának a működését, nemcsak a szövetek tervezésében, hanem abban is segíthet, hogy jobb gyógymódokat találjunk egyes szívbetegségekre, teszi hozzá a kutató.

Amikor a halat sejttenyésztési közegbe helyezték, a szívizomsejtek felváltva húzódtak össze a farok két oldalán, nagyon hasonló mozgást eredményezve, mint amit például a zebradániók produkálnak úszás közben. A biohibrid hal 108 napig úszott – ez 38 millió „dobbanást” jelent –, és ezalatt nagyobb sebességgel haladt, mint a hasonló méretű vadon élő halak. Az állati szívből izolált szívizomsejtek ideális körülmények között 2–4 hétig képesek életben maradni. Az a tény, hogy ezt egy kisebb állat élettartamára sikerült kitolni, önmagában is lenyűgöző, mondja Mathias Gautel, a londoni King’s College kutatója.

A hal mozgása fontos betekintést kínált a szív működésébe. A kutatók régóta úgy sejtették, hogy amikor az emberi szív elernyed, a vér passzívan áramlik a kamrákba. A hallal végzett kísérletek azonban azt sugallják, hogy aktív folyamatok is szerepet játszhatnak ebben.

Parker és társai létrehoztak egy pacemakert is, amely a szinuszcsomó működését imitálja, és rendszeres összehúzódásra képes ösztönözni a sejteket. Ezzel azt tervezik felmérni, hogy a szívritmus szabályozása mennyiben történik autonóm módon, a szívizomszöveten belüli tényezők eredményeként, és mennyiben felel érte a pitvarfalban található ingerületkeltő központ.