A szív- és érrendszeri betegségek világszerte a vezető haláloknak számítanak, és évente 18 millió embert ölnek meg. A problémák tanulmányozásához és a megfelelő gyógymódok kidolgozásához ugyanakkor egy ennyire létfontosságú szerv esetében nehéz megfelelő modellt találni. Egy friss kutatás azonban megoldást kínál a hiányra: az osztrák tudományos akadémia kutatói olyan önszerveződő szív organoidokat hoztak létre, amelyek 8 napos fejlődés után már maguktól összehúzódnak és kitágulnak.

Organoidoknak a laborban növesztett, a valósi szerveknél kisebb, de azokra strukturálisan és működésben hasonlító szervecskéket nevezzük. Az utóbbi évek során gyakorlatilag minden szerv mását létrehozták hasonló módon, kivéve az emberi szívet, de mostantól ez is rendelkezésre áll.

Sasha Mendjan és kollégái célja az volt, hogy a szervezeten kívül, in vitro körülmények között olyan miniatűr szervet hozzanak létre, amely élettanilag a szív mása, és saját, az igazi szívéhez hasonló fejlődésen megy át. Utóbbihoz az organogenezis, vagyis a szervek fejlődése kapcsán ismert alapelveket hasznosították a szakértők, vagyis gyakorlatilag kiaknázták az élő szövetek önszerveződő képességét.

Az embrionális fejlődés során az organogenezis az a folyamat, amely alatt a sejtek specializálódni kezdenek, és funkcionális szervekbe állnak össze. Az osztrák kutatók pluripotens őssejteket használva képesek voltak elérni, hogy azok apró szívekké, kardioidokká fejlődjenek, olyasfajta üreges szervet hozva létre, mint a kamrákkal és pitvarokkal rendelkező szív.

Ehhez a korai embrionális fejlődés során megfigyelthez hasonló körülményeket teremtettek a kutatók egy precízen kialakított rendszerrel, amely jelzőmolekulák, transzkripciós faktorok és más összetevők pontosan időzített szabályozásán alapult. A kísérlet olyan jól sikerült, hogy a piciny üreges szervek hét nap elteltével spontán verni kezdtek, ráadásul az üregek belsejében még egy olyan háromrétegű hámborítás is kialakult, mint ami természetes körülmények között is létezik az emberi szívben.

A kutatók különböző rendellenességeket is sikerrel modelleztek a laborban növesztett szerveken, köztük a hipopláziás bal szívfél szindróma nevű állapotot, amely során a bal szívfél nem megfelelően fejlődik, és így nem képes elég vérrel ellátni a testet. A laborban növesztett szervecskéket tanulmányozva a szakértők máris újdonságokat állapítottak meg a szívinfarktus következményeivel kapcsolatban is. Kiderült, hogy a sérült organoidokban specifikus fehérjék gyűlnek fel az extracelluláris mátrixban. A kutatók szerint laborban növesztett apró szervek az öröklődő szívbetegségek tanulmányozásában is óriási segítséget jelenthetnek, és persze ezek megismerésén túl a problémákra fejlesztett terápiák tesztelésére is használhatók lesznek.