心臟病發(fā)作或心肌梗塞是全球死亡的主要原因之一,每年導(dǎo)致 1800 萬人死亡。由于 引起的心血管并發(fā)癥,預(yù)計(jì)這些數(shù)字將在未來幾年增加。
在Biophysics Reviews中,圣母大學(xué)的研究人員探索了如何使用體外人體組織模型來改善心臟病發(fā)作的治療和診斷。
當(dāng)主要冠狀動脈中的斑塊減慢并阻塞流向心臟的血液,使其缺氧,殺死細(xì)胞并導(dǎo)致嚴(yán)重的組織損傷時,就會發(fā)生心肌梗塞。這可能導(dǎo)致死亡或?qū)⑿呐K區(qū)域轉(zhuǎn)化為疤痕組織,使其在未來更難跳動。
目前用于心臟病發(fā)作以及癌癥等許多其他疾病的療法和藥物主要是在實(shí)驗(yàn)室中使用動物模型進(jìn)行研究的。然而,只有十分之一的適用于動物的療法最終在臨床應(yīng)用中取得成功。人類中也有偶爾但有影響的副作用,而這些副作用在動物身上是看不到的。
“盡管動物模型給出了有機(jī)體如何對病理狀況作出反應(yīng)的整體系統(tǒng)視圖,但這并不是人體組織會給出的確切反應(yīng),”作者 Pinar Zorlutuna 說。“如果你有一個人類模型和你的動物模型,你很可能會在早期發(fā)現(xiàn)兩者之間的差異,然后再進(jìn)行臨床試驗(yàn)并在那里失敗。”
體外人體模型使研究人員能夠檢查心臟病發(fā)作和體外纖維化組織治療的影響。他們使用類器官、源自干細(xì)胞的 3D 類器官多細(xì)胞模型來模擬自然發(fā)育、結(jié)構(gòu)組織、再生和疾病進(jìn)展。同時,微流控設(shè)備控制細(xì)胞放置和流體流動,就像芯片上的心臟一樣,而生物打印允許心臟組織逐層構(gòu)建。
“這些模型對于推進(jìn)我們在臨床前研究中所做的工作非常重要,”Zorlutuna 說。“它們可以幫助以更快、更安全、更有效的方式將治療方法應(yīng)用于更多人。”
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