Infarctul pe cip

Oct 5, 2020 | Cardiopatie ischemică, Cercetare, Prevenţie | 0 comments

Cercetătorii de la Universitatea Tufts au inventat un cip microfluidic care conține celule cardiace și care este capabil să mimeze condițiile hipoxice din urma unui infarct, mai precis blocarea unei artere și deblocarea acesteia în urma tratamentului.

Cercetarea reprezintă un avans semnificativ în înțelegerea răspunsului electrofiziologic la nivel celular în urma unui infarct ischemic și ar putea fi folosită în dezvoltarea de noi medicamente.

Bolile cardiovasculare reprezintă principala cauză a deceselor la nivel mondial, cu majoritatea pacienților suferind de cardiopatie ischemică, care apare în urma blocării totale sau parțiale a unei artere ce duce sânge la inimă. Dacă ischemia se manifestă pe o perioadă mai lungă, țesutul cardiac este privat de oxigen (hipoxie) și se poate instala infarctul miocardic (țesutul moare). Modificările din celulele cardiace și din țesutul cardiac induse de hipoxie includ modificări ale potențialului voltaic în membranele celulelor, eliberarea neurotransmițătorilor, schimbări în expresia genetică, funcții metabolice alterate și activarea sau dezactivarea canalelor ionice.

Tehnologia bazată pe biosenzor și utilizată în construirea cipului microfluidic combină o serie de matrici cu electrozi multipli amplasați atât la interiorul, cât și la exteriorul celulei, care pot detecta creșterea și scăderea voltajului prin membranele celulare individuale, ceea ce face ca celulele să bată la unison, așa cum se întâmplă într-un cord. Mici canale din cip permit cercetătorilor să manipuleze nivelului fluidului din jurul celulelor, reducând nivelul de oxigen pentru a mima hipoxia, sau crescând nivelul de oxigen pentru a ajunge la condiții normale de funcționare. Această manipulare intenționată și monitorizată le permite cerectătorilor să urmărească ce se întâmplă în celulele cardiace atunci când o arteră este blocată, iar apoi redeschisă prin tratament.

 

Cordul pe cip, un instrument puternic în modelarea tiparelor bolilor

Specialiștii sunt de acord că cipurile cu celule cardiace sunt un instrument important în analiza bolilor, însă există o lipsă a instrumentelor de studiu a electrofiziologiei din aceste sisteme.

Senzorii intra și extracelulari oferă informații despre efectele electrofiziologice ale unui infarct ischemic modelat, inclusiv despre intervalul de timp în care celula devine nefuncțională și apoi răspunde la tratament. Astfel, cipul microfluidic poate forma baza unei platforme de cercetare a medicamentelor, ajutând la descoperirea terapiilor care să stimuleze refacerea mai rapidă a funcției celulelor și țesutului.

Cercetătorii speră că în viitor vor putea privi dincolo de efectele hipoxiei și că vor putea lua în calcul și alți factori care contribuie la bolile cardiace acute, cum sunt acidoza, lipsa de nutrienți și acumularea de deșeuri. Prin simpla manipulare a compoziției și circuitului mediului s-ar putea ameliora acești factori de risc. Prin introducerea de noi tipuri de senzori, cercetătorii ar putea să detecteze molecule specifice implicate în răspunsul la stres.