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新的仿生培养系统可以在6天内模拟你的心脏

来源:血管与腔内血管外科杂志 2019-08-05 12:46

 

 

临床前的心脏毒性测试和新型心力衰竭治疗的有效性面临着一个主要的限制:缺乏模拟复杂的人体心脏组织且无法长时间维持其生存能力和功能的原位培养系统。为了开发一种可靠、易重复、中等吞吐量的仿生培养系统,在生理条件下对猪和人的心脏切片进行长时间的培养。能够使心脏切片在更长的时间内保持活力,允许对新药物和基因疗法进行更广泛的测试。

以前的培养系统维持功能性心脏切片不超过24小时。目前研制的一种新的仿生培养系统通过连续的电刺激和氧合来模拟活器官的环境,维持心脏段的活力和功能6天,延长存活时间将有助于改进新药物的临床前试验的有效性和毒性。

这种新型仿生培养系统,它可以对培养6天内的人和猪心脏切片(300微米厚)仍旧保持活性和功能。优化培养基和培养条件,在1.2赫兹的连续电刺激和氧化培养基。通过评估这些切片在6天内的钙稳态、抽搐力的产生和对β-肾上腺素刺激的反应,证实了这些切片在功能上的可行性。在培养第2天、第6天和第10天使用RNA序列进行的时间转录组分析证实,正常基因表达的总体维持时间长达6天,而超过500个转录物在10天后受到差异调节。

在优化条件下培养6天后,电镜显示线粒体和Z盘超微结构完整。这种仿生培养系统成功地使人的心脏切片在培养6天内保持完整的功能和结构。还可以使用这个系统来演示一种新的基因治疗方法在人类心脏切片中的效果。此外,这种培养系统能够评估培养后心脏切片中分离出的单个肌原纤维的收缩和松弛动力学。

这种新方法有助于在不需要活人的情况下测试心力衰竭治疗和心脏毒素对人体心脏组织的疗效,而且此系统提供了一个完整的3-D多细胞系统,它反映了一个活着的人的心脏的功能和结构状况。在第一阶段的研究中,该系统将节省临床试验的时间和成本,包括毒性测试和疗效证明。除药物外,还证明了该系统在测试基因治疗方面的有效性。

目前,已经开发并优化了一个可靠的猪和人心脏切片的中等吞吐量培养系统,作为在3D心脏模型中测试新型心力衰竭治疗效果和可靠心脏毒性测试的平台。(生物谷Bioon.com)

 

 

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