Kanadski tim je razvio trodimenzionalno kucajuće "srce na čipu" koje koristi dvoslojni senzorski sistem za merenje kontrakcija i lokalnih ćelijskih sila. Uređaj kombinuje elastične stubiće za makro-merenja i hidrogel kapljice (~50 µm) za mikromehanička očitavanja. Testovi sa norepinefrinom i blebbistatinom pokazali su predvidive efekte, što potvrđuje potencijal platforme za farmakološko presejavanje i personalizovanu medicinu.
Kucajuće "srce na čipu" Donosi Proboj — Korak Ka Personalizovanoj Medicini
Beating 'Heart-on-a-Chip' Could Help Fight The World's Leading Cause of Death
Naučnici iz Kanade razvili su trodimenzionalni model koji oponaša otkucaje srca i meri mehaničku aktivnost od nivoa pojedinačnih ćelija do celog tkiva. Taj sistem, poznat kao kucajuće "srce na čipu" (HOC), integriše dvoslojni senzorski pristup koji omogućava praćenje u realnom vremenu i visokorezolutno merenje ćelijske funkcije.
In previous research, the researchers created "hearts on a chip," ring-shaped devices 3D-printed using a bio-ink containing the patient's ownstem cells. (Véronique Lavoie, CHU Sainte-Justine)
Kako funkcioniše uređaj
Istraživači su uzeli kardiomiocite i ćelije vezivnog tkiva iz pacova, ugradili ih u gelastu matricu bogatu fibrozanim proteinima i posejali na savitljive silicijumske čipove. Inženjersko srčano tkivo spontano kuca, koristeći mobilizaciju kalcijuma za iniciranje kontrakcija, što ga čini podobnim za proučavanje fizioloških i patoloških stanja.
The dense heart tissues formedin vitroare suspended between two flexible, elastic pillars that measure the contractile force of the engineered cardiac muscle. (Mousavi et al.,Nano Micro Small,2025)
Dvoslojni senzorski sistem
Makro-senzori: Tkivo je postavljeno između dve elastične kapije (stubova) koje se deformišu pri svakom otkucaju; ta deformacija odražava ukupnu kontraktilnu snagu kroz celo tkivo.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
Mikro-senzori: U samu masu tkiva su umešane fleksibilne hidrogel kapljice prečnika ~50 mikrometara koje detektuju lokalne mehaničke napone na nivou pojedinačnih ćelija. Ova kombinacija omogućava paralelno praćenje globalne i ćelijske funkcije srca.
Farmakološko testiranje i validacija
Da bi proverili upotrebljivost platforme za testiranje lekova, tim je primenio dva dobro poznata jedinjenja: norepinefrin (noradrenalin), koji pojačava srčanu aktivnost, i blebbistatin, inhibitor mišićne kontrakcije. HOC je odgovorio predvidljivo—povećanjem odnosno smanjenjem kontraktilnih sila—pokazujući potencijal za predkliničko presejavanje i procenu farmakodinamičkih efekata.
Ali Mousavi, prvi autor iz Univerziteta u Montrealu: "Mogućnost praćenja reakcije tkiva u realnom vremenu predstavlja veliku prednost za predklinički razvoj i translaciona istraživanja."
Primenjivost i naredni koraci
Tim planira da naredne modele gradi od ćelija pacijenata sa specifičnim srčanim oboljenjima, kao što su dilatirana kardiomiopatija i različite aritmije. Cilj je razviti personalizovane testove koji bi pomogli lekarima da izaberu najučinkovitiju terapiju pre primene kod pacijenta.
Rad je objavljen u časopisu Nano Micro Small. Ovaj pristup može ubrzati prevođenje laboratorijskih nalaza u kliničku praksu i unaprediti preciznu medicinu, ali su potrebne dalje studije koje će uključiti ljudske ćelije i rigorozniju validaciju.
Houman Savoji, stariji autor: "Ovaj proboj nas približava pravoj preciznoj medicini — omogućava identifikaciju najefikasnijih lekova za svaku osobu pre nego što lečenje počne."
Pomozite nam da budemo bolji.
