Investigadors de la Universitat de Harvard han decidit crear el primer peix biohíbrid a partir de les cèl·lules mares que provenen del múscul cardíac, el cor.
Un peix biohíbrid és una espècie completament nova, que prové de l'aparellament de dues espècies completament diferents d'aquest.
La diferència d´un peix biohíbrid amb el peix d´aquest projecte és que aquest últim no és un peix real, és un peix biomecànic o també conegut com un peix robot.
Aquest peix conté part del teixit cardíac d'un cor humà que fa que pugui nedar i desplaçar-se pel seu compte en recrear les contraccions musculars que té un cor en batec. Gràcies a aquest projecte, els investigadors i científics es poden acostar més al desenvolupament i una vàlvula cardíaca artificial més completa, en casos de trasplantaments.
Una vàlvula cardíaca és una mena de porta que permet connectar les aurícules, cavitats superiors del cor que reben la sang de les venes, i ventricles, cavitats inferiors del cor que reben la sang de les aurícules i la bomban a la resta del cos.
Tenint en compte això, l'objectiu final és poder arribar a construir un cor artificial complet per poder reemplaçar-lo per aquells que continguin malformacions o no tinguin un bon funcionament.
 |
| Esquema de la natació autònoma del peix biomecànic. |
Font: El Español, 10 de febrer de 2022 noticia seleccionada per Iria González i Paula Moya.
Títol original: "Crean el primer pez biohíbrido capaz de nadar gracias a células cardíacas humanas.
"El nostre objectiu final passa per construir un cor artificial complet per reemplaçar-ne un amb malformacions en un nen", explica Kit Parker, autor sènior del treball i professor de l'Escola de Bioenginyeria i Ciències Aplicades John A. Paulson de Harvard. "La major part dels projectes enfocats a la construcció de teixit cardíac, inclosos els nostres, s'han enfocat a la replicació de característiques anatòmiques oa la recreació del batec del cor", valora.
INVESTIGACIÓ BIOMEDICINA
Creen el primer peix biohíbrid capaç de nedar gràcies a cèl·lules cardíaques humanes
Aquest biohíbrid apropa la possibilitat de construir pròtesis que reemplacin completament un cor humà.
"Abans de jubilar-nos probablement veurem trasplantar òrgans d'animals"
Vuit de cada 10 espanyols, contra el maltractament animal als bous, la caça i el circ
Nou èxit: trasplanten a un pacient dos ronyons de porc modificats genèticament
Investigadors de la Universitat de Harvard, en col·laboració amb equips de l'Emory University, han creat el primer peix biohíbrid i completament autònom a partir de cèl·lules mare humanes, derivades del múscul cardíac. Aquest peix biomecànic pot nedar pel seu compte en recrear les contraccions musculars del cor en bategar, cosa que acosta els científics a desenvolupar vàlvules cardíaques artificials més complexes. També ofereix una plataforma, plantegen els autors, per investigar malalties com l'arítmia.
"El nostre objectiu final passa per construir un cor artificial complet per reemplaçar-ne un amb malformacions en un nen", explica Kit Parker, autor sènior del treball i professor de l'Escola de Bioenginyeria i Ciències Aplicades John A. Paulson de Harvard. "La major part dels projectes enfocats a la construcció de teixit cardíac, inclosos els nostres, s'han enfocat a la replicació de característiques anatòmiques oa la recreació del batec del cor", valora.
El que és excepcional d'aquest treball, explica Parker, és que la seva inspiració prové de "la biofísica del cor", cosa que és "més difícil", confessa. "Més enllà d'usar una imatge del cor com a motlle, estem identificant els principis biofísics clau que fan funcionar el cor, usant-los com a criteri de disseny, i replicant-los en un sistema -un peix 'viu i cuejant'- que ens permet comprovar de forma molt més senzilla si estem tenint èxit”. El treball es publica a la revista Science.
Ja el 2012, el grup de recerca va fer servir cèl·lules del múscul cardíac de rates per construir una vàlvula biohíbrida similar a una medusa, i el 2016 van desenvolupar una manta ratlla artificial i capaç de nedar a partir del mateix material. En aquest cas, es van emprar per primera vegada cèl·lules mare humanes derivades dels cardiomiòcits, responsables de la contracció. Es van introduir en un dispositiu inspirat en la forma i el moviment del peix zebra.
Emprant aquest peix àmpliament utilitzat en els assaigs com a model, els investigadors van disposar dues franges de cèl·lules musculars, cadascuna a banda de la cua, perquè una es contragués mentre l'altra s'estirava de forma simultània. L'estirament desencadena l'obertura d'un canal proteínic mecanosensible, cosa que alhora impulsa una contracció, i així es crea un bucle de moviment que pot propulsar el peix durant més de 100 dies.
El que és excepcional d'aquest treball, explica Parker, és que la seva inspiració prové de "la biofísica del cor", cosa que és "més difícil", confessa. "Més enllà d'usar una imatge del cor com a motlle, estem identificant els principis biofísics clau que fan funcionar el cor, usant-los com a criteri de disseny, i replicant-los en un sistema -un peix 'viu i cuejant'- que ens permet comprovar de forma molt més senzilla si estem tenint èxit”. El treball es publica a la revista Science.
Ja el 2012, el grup de recerca va fer servir cèl·lules del múscul cardíac de rates per construir una vàlvula biohíbrida similar a una medusa, i el 2016 van desenvolupar una manta ratlla artificial i capaç de nedar a partir del mateix material. En aquest cas, es van emprar per primera vegada cèl·lules mare humanes derivades dels cardiomiòcits, responsables de la contracció. Es van introduir en un dispositiu inspirat en la forma i el moviment del peix zebra.
Emprant aquest peix àmpliament utilitzat en els assaigs com a model, els investigadors van disposar dues franges de cèl·lules musculars, cadascuna a banda de la cua, perquè una es contragués mentre l'altra s'estirava de forma simultània. L'estirament desencadena l'obertura d'un canal proteínic mecanosensible, cosa que alhora impulsa una contracció, i així es crea un bucle de moviment que pot propulsar el peix durant més de 100 dies.
"Mitjançant aquests dos mecanismes interns de control, el nostre peix pot viure més temps, moure's més ràpid i nedar de manera més eficient que abans", explica Sung-Jin Park, primer autor del treball. "Aquesta nova investigació proporciona un model per investigar els senyals mecanoelèctrics com a diana terapèutica per al control del pols cardíac, i per entendre la fisiologia patològica a l'arítmia cardíaca o els problemes al node sinoauricular".
A més a més, contra el que podria semblar, el peix biohíbrid millora amb el pas del temps: l'amplitud de contracció muscular, la velocitat de natació màxima i la coordinació entre les dues franges de múscul es van incrementar al llarg del primer mes de vida, a mesura que les cèl·lules del cardiomiòcit maduraven. Va arribar un moment en què la criatura artificial va aconseguir una velocitat i eficiència similar a la d'un peix zebra viu a la natura.
"Podria fabricar un cor humà amb plastilina, però això no significaria que he construït un cor", medita críticament Parker quan se li pregunta per les aplicacions per al futur. "Pots fer créixer cèl·lules tumorals a l'atzar en un cultiu fins que s'aglomerin en un pegat viu i dir que has creat un 'organoide cardíac'. Cap d'aquests treballs, pel seu mateix disseny, serà capaç de recapitular la física d'un sistema que batega més de mil milions de vegades al llarg d'una vida humana mentre reconstrueix al moment les seves pròpies cèl·lules. Aquest és el repte en què estem treballant”.
Video relacionat amb la notícia: " El pez biohíbrido nadando con células musculares de corazón humano".
